KR20160007421A - Serial port communication for storage device using single bidirectional serial data line - Google Patents
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Abstract
Description
본 분야는 일반적으로 데이터 저장 디바이스에 관한 것으로, 특히, 데이터 저장 디바이스의 컴포넌트들 사이에서 통신에 관한 것이다.
The field relates generally to data storage devices, and more particularly to communication between components of a data storage device.
하드 디스크 드라이브와 같은 데이터 저장 디바이스는 각종 데이터 처리 시스템에서 비휘발성 데이터 저장소 용도로 이용되고 있다. 자기 디스크 저장 디바이스에서, 저장 디스크는 얇은 하나 이상의 자성체 층으로 피복된 알루미늄이나 유리와 같은 비-자성체로 구성된 기판을 포함한다. 동작 시, 판독 센서 및 기록 소자를 포함하는 자기 헤드를 이용하여 데이터가 자기 저장 디스크의 트랙으로부터 읽혀지고 그 트랙에 기록된다. 일반적으로, 저장 디바이스는 자기 헤드 내 판독 센서를 구동하여 자기 저장 디스크로부터 데이터를 판독하고 판독된 데이터를 증폭할 뿐만 아니라, 자기 헤드 내 기록 소자를 구동하여 데이터를 저장 디스크에 기록하도록 구성된 전치 증폭기를 포함한다. 더욱이, 저장 디바이스는 전치 증폭기로부터 수신된 판독된 데이터를 디코딩하고, 저장 디스크에 기록될 기록 데이터를 인코딩하도록 구성된 기록 채널을 포함한다. 전치 증폭기와 기록 채널 간의 통신은 예를 들면, 아날로그 버스와 디지털 버스를 이용하여 실행된다. 통상적인 아날로그 버스는 복수의 아날로그 신호 라인을 포함하는데, 이 신호 라인은 기록 채널과 전치 증폭기 사이에서 아날로그의 판독 및 기록 데이터 신호의 고속 전송을 가능하게 해준다. 각각의 아날로그 라인은 판독 데이터 또는 기록 데이터 중 어느 하나를 전송하는 전용 라인이다. 또한, 통상의 디지털 버스는 클럭 신호 라인, 데이터 라인, 및 인에이블 라인을 포함하는 세 와이어의 직렬 포트를 구현하는데, 이 직렬 포트는 전치 증폭기 내에 배치된 구성 레지스터의 셋업 및 상태 모니터링을 위한 디지털 제어 신호를 전송하는 기능을 수행한다. 전용의 디지털 제어 라인을 필요로 하고 직렬 포트의 폴링(polling) 및 잠재적 특성을 묵인할 수 없는 다른 디지털 제어 기능은 부가적인 전용의 제어 버스 라인을 통해 비트-상위 기준(on a bit-significant basis)으로 전송된다. 이러한 통상적인 통신 방식은 데이터 및 제어 신호를 기록 채널, 전치 증폭기, 및 제어기 사이에서 전송하는데 필요한 신호 라인의 개수 면에서는 불충분하다.
BACKGROUND OF THE INVENTION Data storage devices, such as hard disk drives, are being used for non-volatile data storage applications in various data processing systems. In a magnetic disk storage device, the storage disk comprises a substrate composed of a non-magnetic material such as aluminum or glass coated with one or more thin magnetic layers. In operation, data is read from and written to the track of the magnetic storage disk using a magnetic head including a read sensor and a write element. Generally, the storage device is a preamplifier configured to drive the read sensor in the magnetic head to read data from the magnetic storage disk and amplify the read data, as well as to drive the write elements in the magnetic head to write data to the storage disk . Moreover, the storage device includes a recording channel configured to decode the read data received from the preamplifier and to encode the record data to be written to the storage disc. Communication between the preamplifier and the recording channel is performed using, for example, an analog bus and a digital bus. A typical analog bus includes a plurality of analog signal lines, which enable high speed transmission of analog read and write data signals between the write channel and the preamplifier. Each analog line is a dedicated line for transmitting either read data or write data. A typical digital bus also implements a three-wire serial port that includes a clock signal line, a data line, and an enable line, which is a digital control for setup and status monitoring of configuration registers located within the pre- And transmits a signal. Other digital control functions that require a dedicated digital control line and can not tolerate the polling and potential characteristics of the serial port may be implemented on an on a bit-significant basis via an additional dedicated control bus line. Lt; / RTI > This conventional communication scheme is insufficient in terms of the number of signal lines required to transfer data and control signals between the recording channel, the preamplifier, and the controller.
본 발명의 실시예에서, 저장 디바이스에서 제어기와 전치 증폭기 사이의 통신을 가능하게 해주는 방법이 제공된다. 예를 들면, 이 방법은 디지털 신호를 제어기와 전치 증폭기 사이에서 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송하도록 구성된 직렬 포트를 구현하는 과정을 포함한다. 직렬 포트는 디지털 신호를 제어기로부터 전치 증폭기로의 제 1 방향 또는 전치 증폭기로부터 제어기로의 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송하도록 제어된다. In an embodiment of the present invention, a method is provided for enabling communication between a controller and a preamplifier in a storage device. For example, the method includes implementing a serial port configured to transmit a digital signal between a controller and a preamplifier via a single bidirectional serial data line. The serial port is controlled to selectively transmit a digital signal through a bidirectional serial data line in either a first direction from the controller to the preamplifier or a second direction from the preamplifier to the controller.
다른 실시예는 제약 없이, 회로, 시스템, 집적 회로 디바이스, 저장 디바이스, 저장 시스템, 및 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함한다.
Other embodiments include, without limitation, circuitry, systems, integrated circuit devices, storage devices, storage systems, and computer-readable media.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저장 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 갖는 도 1의 저장 디바이스의 더 상세한 실시예를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 직렬 포트 통신을 구현하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 선택적으로 디지털 신호를 전송하는 직렬 포트를 제어하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 직렬 포트 통신을 지원하는 전치 증폭기에서 실행될 수 있는 위상 고정 루프 회로의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 전치 증폭기를 리셋시키는 리셋 회로를 도시하는 개략적인 회로도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전치 증폭기를 리셋시키는 리셋 회로를 도시하는 개략적인 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 아날로그 버스의 신호 라인을 양방향 직렬 데이터 라인으로서 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이의 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 갖는 데이터 저장 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 아날로그 버스의 신호 라인을 양방향 직렬 데이터 라인으로서 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이의 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 갖는 데이터 저장 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 10은 도 1에 도시된 방식의 복수의 디스크-기반 저장 디바이스를 포함하는 가상 저장 시스템의 블록도이다.Figure 1 schematically illustrates a storage device according to an embodiment of the invention.
2 is a schematic diagram illustrating a more detailed embodiment of the storage device of FIG. 1 with control circuitry supporting serial port communication between the controller and the preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention. Respectively.
3 is a flow diagram of a method for implementing serial port communication between a controller and a preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a timing diagram that schematically illustrates a method for controlling a serial port that selectively transmits a digital signal between a controller and a preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates an embodiment of a phase locked loop circuit that may be implemented in a preamplifier that supports serial port communication between a controller and a preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention .
6 is a schematic circuit diagram illustrating a reset circuit for resetting a preamplifier, in accordance with an embodiment of the present invention.
7 is a schematic circuit diagram illustrating a reset circuit for resetting a preamplifier, in accordance with another embodiment of the present invention.
8 schematically illustrates a data storage device having control circuitry for supporting serial port communication between a controller and a preamplifier using a signal line of an analog bus as a bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention.
9 schematically illustrates a data storage device having control circuitry that supports serial port communication between a controller and a preamplifier using a signal line of an analog bus as a bidirectional serial data line, in accordance with another embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a virtual storage system including a plurality of disk-based storage devices in the manner shown in FIG.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저장 디바이스(10)를 개략적으로 도시한다. 저장 디바이스(10)는 하드 디스크 제어기(102), 호스트 인터페이스 제어기(104), 모터 제어 회로(106), 메모리 제어기(108), 기록 채널 회로(110), 마스터 직렬 포트 제어 회로(112), 및 버퍼 메모리(114)와 같은 각종 집적 회로를 포함하는 시스템-온-칩(100)을 포함한다. 내부 버스(116)는 하드 디스크 제어기(102), 호스트 인터페이스 제어기(104), 모터 제어 회로(106), 기록 채널 회로(110), 및 마스터 직렬 포트 제어 회로(112) 사이의 통신을 가능하게 해준다. 시스템-온-칩(100)은 호스트 인터페이스 커넥터(118), 메모리 인터페이스(120), 및 서보 인터페이스(122)와 같은 복수의 인터페이스를 더 포함한다. 저장 디바이스(10)는 전치 증폭기 회로(130), 랜덤 액세스 메모리(140), 및 판독/기록 헤드 및 디스크 어셈블리(150)를 더 포함한다. 전치 증폭기 회로(130)는 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)를 포함한다. 마스터 및 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112 및 132)는 본 발명에서 일괄하여 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 또는 직렬 포트 제어 회로(112/132) 라고 지칭된다. 1 schematically depicts a
저장 디바이스(10)는 아날로그 버스(200), 디지털 버스(202), 및 가수부 라인(bit significant lines)(204)을 더 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 아날로그 버스(200), 디지털 버스(202), 및 가수부 라인(204)은 복수의 신호 라인을 포함하는 연성 케이블 또는 플렉스-케이블을 이용하여 전치 증폭기 회로(130)를 시스템-온-칩(100) 상의 회로에 연결시키도록 실행된다. 본 발명의 일 실시예에서, 아날로그 버스(200), 디지털 버스(202), 및 가수부 라인(204)의 각 신호 라인은 상이한 드라이버 회로를 이용하여 상이한 시그널링을 지원하는 상이한 전송 라인이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 신호 라인은 주어진 응용 예에 적합한 싱글-엔디드 전송 라인(single-ended transmission lines)과 같은 다른 공통 방식의 전송 라인을 이용하여 구현될 수 있다. The
아날로그 버스(200)는 기록 채널 회로(110)와 전치 증폭기 회로(130) 사이의 통신을 가능하게 해준다. 본 발명의 일 실시예에서, 아날로그 버스(200)는 판독 및 기록 정보 신호를 기록 채널 회로(110)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 전송하는 복수의 단방향 신호 라인을 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 버스(200)는 멀티플렉싱 회로에 의해 제어되는 하나 이상의 신호 라인을 포함하며, 이 멀티플렉싱 회로는 기록 채널 회로(110)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 아날로그 버스(200)의 하나 이상의 신호 라인을 통한 판독 및 기록 정보 신호의 양방향 전송을 제어한다. The
디지털 버스(202)는 직렬 포트 제어 회로(112/132)에 의해 제어된다. 디지털 버스(202) 및 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 하드 디스크 제어기(102)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 디지털 버스의 단일의 양방향 직렬 버스를 통해 디지털 신호를 전송하도록 구성된 직렬 포트를 일괄 실행한다. 아래에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 마스터/슬레이브 방식으로 동작하여 하드 디스크 제어기(102)와 전치 증폭기 회로(130) 사이의 통신을 가능하게 해준다. 하드 디스크 제어기(102)와 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)가 도 1에서 별개의 블록으로서 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)는 하드 디스크 제어기(102)의 회로 컴포넌트이다.The
가수부 라인(204)은 하드 디스크 제어기(102)로 하여금 (가수부를 기초로 하여) 디지털 제어 신호를 전치 증폭기 회로(130)로 전송하여 전용의 디지털 제어 라인을 필요로 하면서 직렬 포트의 폴링 및 잠재적 특성을 묵인할 수 없는 기능을 제어하게 하는 전용 신호 라인이다. 예를 들면, 기록 게이트(Write Gate), 모드(Mode), 및 폴트(Fault) 제어 신호들은 가수부 라인(204)의 전용 라인을 통해 전송될 수 있는 제어 신호이다.The
일반적으로, 전치 증폭기 회로(130)는 아날로그 신호의 전송 및/또는 프로세스 처리를 위해 최적화된 프로세스 기술을 이용하여 구현된다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서, 전치 증폭기 회로(130)는 바이폴라 및 CMOS 처리 기술을 이용하여 구현된다. 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)는 디지털 신호의 전송 및/또는 처리를 위해 최적화된 프로세스 기술을 이용하여 구현된다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서, 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)는 CMOS 처리 기술을 이용하여 구현된다. In general, the
판독/기록 헤드 및 디스크 어셈블리(150)는 스핀들 모터(160), 스핀들(165), 저장 매체(170), 위치 설정 암(185)에 배치된 자기 헤드/기록 헤드(180)(또는 간략히 "자기 헤드"), 및 자기 헤드(180)와 마주하는 위치 설정 암(185)이 일단에 연결된 액추에이터 모터(190)(또는 보이스 코일 모터)와 같은 각종 컴포넌트를 포함한다. 저장 매체(170)는 공통의 자화 방향(예를 들면, 위 또는 아래)으로 배향된 각 미디어 그레인(media-grains) 그룹의 형태로 데이터 비트를 저장할 수 있는 하나 이상의 자성체로 피복된 저장 표면을 갖고 있다. 저장 매체(170)는 스핀들(165) 상에 장착되며, 스핀들(165)은 스핀들 모터(160)에 의해 구동되어 저장 매체(170)를 고속으로 회전시킨다. 데이터는 위치설정 암(185)에 장착된 자기 헤드(180)를 통해 저장 매체(170)로부터 판독되고 그 저장 매체에 기록된다. 액추에이터 모터(190)는 영구 자석 및 가동 코일 모터를 포함하며, 저장 매체(170)가 스핀들 모터(160)의 동작에 의해 돌아가는 것처럼 자기 헤드(180)를 제어 가능하게 저장 매체(170)의 자기 표면을 가로질러 원하는 위치로 스윙하도록 동작한다.The read / write head and
일반적으로, 디지털 데이터 시퀀스에 대응하는 자속 전이의 시퀀스가 자기 헤드(180)를 이용하여 저장 매체(170)의 자기 표면에 기록된다. 디지털 데이터 시퀀스는 자기 헤드(180)의 기록 코일의 전류를 조절하도록 작용한다. 저장 매체(170)의 자기 표면은 복수의 동심 트랙을 포함하며, 각각의 트랙은 나중의 검색을 위해 섹터 데이터 블록을 저장할 수 있는 복수의 섹터로 세부 분할된다. 더욱이, 저장 매체(170)는 그의 표면에 형성된 타이밍 패턴을 더 포함하는데, 이 패턴은 특정 섹터에 형성된 하나 이상의 세트의 서보 어드레스 마크(servo address marks, SAMs) 또는 다른 형태의 서보 마크를 포함하며, 여기서 서보 마크는 저장 매체(170) 상에서 기록된 트랙에 대한 자기 헤드(180)의 위치를 감지하는데 사용된다. Generally, a sequence of flux transitions corresponding to a sequence of digital data is recorded on the magnetic surface of the
호스트 인터페이스 커넥터(118)는 저장 디바이스(10)를 호스트 시스템, 디바이스, I/O 버스, 또는 데이터 처리 시스템의 다른 컴포넌트에 연결시키는 물리적인 커넥터 및 연관된 입력/출력(I/O) 버스 배선을 나타낸다. I/O 데이터는 호스트 인터페이스 제어기(104)의 제어 하에 호스트 인터페이스 커넥터(118)를 통해 저장 디바이스(10)로 및 그로부터 이동된다. 호스트 인터페이스 제어기(104)는 하나 이상의 공지된 인터페이스 표준을 이용하여, 호스트 시스템 또는 디바이스와 통신하고 데이터 I/O 동작을 제어 및 관리하는 통신 프로토콜을 실행한다. 예를 들면, 본 발명의 하나 이상의 대안의 실시예에서, 호스트 인터페이스 커넥터(118) 및 호스트 인터페이스 제어기(104)는 예를 들면, SCSI(Small Computer interface), SAS(Serial Attached SCSI), SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 및/또는 FC(Fibre Channel) 인터페이스 표준 중 하나 이상을 이용하여 구현된다. The
하드 디스크 제어기(102)는 데이터를 저장 매체(170)에 기록하고 저장 매체로부터 판독하는 전반적인 동작을 제어한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에서, 하드 디스크 제어기(102)는 ECC(Error correction code, 오차 교정 코드) 동작을 제어하는 것은 물론이고, 내부 버스(116)를 통한 데이터 흐름 및 판독/기록 데이터를 버퍼 메모리(114) 내에 예를 들면, DMA (direct memory access, 직접 메모리 액세스) 프로토콜을 통해 저장하는 버퍼링 동작을 제어하는 프로그래머블 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 다른 실시예에서, 하드 디스크 제어기(102)는 하드 디스크 동작 및 ECC/데이터 흐름 동작을 제어하기에 적합한 다른 공지된 아키텍처를 이용하여 구현될 수 있다. 기록 채널 회로(110)는 자기 헤드(180)를 이용하여 저장 매체(170)에 기록되고 저장 매체로부터 판독되는 데이터를 인코딩하고 디코딩한다. 기록 채널 회로(110)는 저장 매체(170)로부터 판독되고 저장 매체에 기록되는 데이터를 처리하는 기록 채널에서 통상적으로 실행되는 다양한 형태의 회로를 포함하며, 그에 관한 세부 사항은 본 명세서에서 논의된 바와 같은 본 발명의 실시예를 이해하려는 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게는 필요하지 않다. The
전치 증폭기 회로(130)는 기록 채널 회로(110)와 자기 헤드(180) 사이에 연결된다. 일 실시예에서, 전치 증폭기 회로(130)는 액추에이터 모터(190)의 피봇 위치에 가까이 배치된다. 연성 인쇄 회로 케이블은 자기 헤드(180)를 전치 증폭기 회로(130)에 연결하는데 사용된다. 전치 증폭기 회로(130)는 자기 헤드(180)로부터 출력된 아날로그 출력을 기록 채널 회로(110)에 입력하기 위해 증폭하고 자기 헤드(180)의 판독 센서를 구동하기 위한 바이어스 전압을 생성한다.The
모터 제어 회로(106)는 서보 인터페이스(122)를 통해 헤드/디스크 어셈블리(150)에 연결된다. 서보 인터페이스(122)는 모터 제어 신호를 전송하는 신호 라인과 같은 여러 컴포넌트, 그리고 스핀들 모터(160) 및 액추에이터 모터(190)를 구동하는 전력 드라이버 회로를 포함하는 것이 이해될 것이다. 전형적으로 전력 드라이버 회로는 시스템-온-칩(100)과 헤드/디스크 어셈블리(150) 사이에 연결된 전용 집적 회로 칩에서 구현된다. 일반적으로 모터 제어 회로(106)는 판독 및 기록 동작 동안 저장 매체(170)를 회전시키고 자기 헤드(180)를 타겟 위치로 이동시키는 스핀들 모터(160) 및 액추에이터 모터(190)를 제어하는 제어 신호를 생성한다. The
특히, 전형적인 판독 동작 동안, 판독 동작을 수행하기 위한 판독 커맨드 신호는 호스트 인터페이스 커넥터(118)를 통해 수신되고 호스트 인터페이스 제어기(104)를 통해 내부 버스(116)를 거쳐 하드 디스크 제어기(102)로 송신된다. 하드 디스크 제어기(102)는 판독 동작을 수행하기 위한 판독 커맨드 신호를 처리한 다음 제어 신호를 모터 제어 회로(106)에 전송하여 판독 동작을 위한 액추에이터 모터(190) 및 스핀들 모터(160)를 제어한다. 또한, 하드 디스크 제어기(102)는 처리된 판독 신호를 기록 채널 회로(110)로 전송하고, 그런 다음 처리된 판독 신호는 판독 동작을 수행하기 위해 전치 증폭기(130)를 통해 액추에이터 모터(190)로 전송된다. 액추에이터 모터(190)는 모터 제어 회로(106) 및 기록 채널 회로(110)에 의해 생성된 제어 신호에 응답하여 자기 헤드(180)를 저장 매체(170) 상의 타겟 데이터 트랙 위에 위치시킨다. 모터 제어 회로(106)는 또한 하드 디스크 제어기(102)의 지시 하에 저장 매체(170)를 회전시키는 스핀들 모터(160)를 구동하는 제어 신호를 생성한다. 스핀들 모터(160)는 저장 매체(170)를 결정된 회전 속도로 회전시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 모터 제어 회로(106)는 하드 디스크 제어기(102)의 회로 컴포넌트이다. In particular, during typical read operations, a read command signal for performing a read operation is received via the
자기 헤드(180)가 타겟 데이터 트랙에 인접하게 위치될 때, 저장 매체(170)가 스핀들 모터(160)에 의해 회전됨에 따라서 저장 매체(170) 상의 데이터를 표현하는 자기 신호가 자기 헤드(180)에 의해 감지된다. 감지된 자기 신호는 저장 매체(170) 상의 자기 데이터를 나타내는 연속의 미세 아날로그 신호(역 판독된 신호)로서 제공된다. 역 판독된 아날로그 신호는 자기 헤드(180)로부터 전치 증폭기 회로(130)를 통해 기록 채널 회로(110)로 전달된다. 전치 증폭기 회로(130)는 저장 매체(170)로부터 액세스된 역 판독된 아날로그 신호를 증폭하며, 기록 채널 회로(110)는 증폭된 역 판독된 아날로그 신호를 디코딩하고 디지털화하여 저장 매체(170)에 원래 기록된 정보를 재현한다. 저장 매체(170)로부터 판독된 데이터는 다음으로 하드 디스크 제어기(102)의 제어하에 호스트 인터페이스 제어기(104) 및 호스트 인터페이스 커넥터(118)를 통해 호스트 시스템 또는 디바이스로 출력된다. As the
기록 동작은 실질적으로 판독 동작의 반대이다. 예를 들면, 일 실시예에서, 기록 동작을 수행하기 위한 기록 데이터 및 커맨드 신호는 호스트 인터페이스 커넥터(118)를 통해 수신되며, 여기서 기록 신호는 기록 동작을 수행하는 커맨드 및/또는 저장 매체(170)에 기록되는 데이터를 나타낸다. 기록 신호는 호스트 인터페이스 제어기(104)를 통해 하드 디스크 제어기(102)로 전송된다. 하드 디스크 제어기(102)는 기록 동작을 수행하기 위한 기록 신호를 처리한 다음 제어 신호를 모터 제어 회로(106)로 전송하여 액추에이터 모터(190) 및 스핀들 모터(160)를 제어하여 기록 동작을 수행하게 한다. 또한, 하드 디스크 제어기(102)는 처리된 기록 신호(및 포맷된 데이터)를 기록 채널 회로(110)로 송신하며, 이 회로에서 기록될 포맷된 데이터는 인코딩된다. 기록 신호(제어 및 데이터)는 그런 다음 전치 증폭기 회로(130)를 통해 헤드/디스크 어셈블리(150)로 송신되어 데이터를 자기 헤드(180)를 통해 저장 매체(170)에 기록함으로써 기록동작이 수행된다. The write operation is substantially the reverse of the read operation. For example, in one embodiment, write data and command signals for performing a write operation are received via the
도 1의 실시예에서, 랜덤 액세스 메모리(140), 버퍼 메모리(114), 메모리 제어기(108), 및 메모리 버스(120)는 전형적으로 데이터 저장 디바이스에서 실행되는 데이터 캐싱 및 버퍼링 기능을 수행하거나 그렇지 않으면 지원하도록 구성될 뿐만 아니라, 하드 디스크 제어기(102) 및 그에 연결된 다른 컴포넌트의 동작을 제어하는 펌웨어 시퀀스를 저장하고 그 펌웨어에 액세스할 수 있도록 구성된다. 랜덤 액세스 메모리(140)는 시스템-온-칩(100) 및 저장 디바이스(10)의 기타 컴포넌트에 대해 외부 메모리이지만, 그럼에도 저장 디바이스(10)의 내부에 존재한다. 일 실시예에서, 대안의 실시예에서 다양한 다른 형태의 메모리가 사용될 수 있을지라도 랜덤 액세스 메모리(140)는 이중 데이터 속도 동기형 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(a double data rate synchronous dynamic random access memory)이다. 1, the
도 1에 도시된 랜덤 액세스 메모리(140), 시스템-온-칩(100) 및 전치 증폭기 회로(130)는 이 용어가 본 명세서에서 이용될 때 "제어 회로"의 일 실시예를 일괄 표현하는 것으로 이해될 것이다. "제어 회로"의 수많은 대안의 실시예는 컴포넌트(100, 130 및 140)의 서브세트 또는 이들 컴포넌트의 하나 이상의 부분을 포함한다. 예를 들면, 시스템-온-칩(100)은 자기 헤드(180)로부터 수신되고 그 자기 헤드에 공급되는 데이터를 처리하는 그리고 저장 매체(170)에 대해 자기 헤드(180)의 위치 설정을 제어하는 "제어 회로"의 일 예로서 간주될 수 있다. 도 1의 저장 디바이스(10) 내 시스템-온-칩(100)의 소정의 동작은 예를 들면, 랜덤 액세스 메모리(140) 및/또는 버퍼 메모리(114)에 저장된 코드를 실행하는 하드 디스크 제어기(102)에 의해 지시될 수 있다. 그래서, 저장 디바이스(10)의 제어 기능 중 적어도 일부는 적어도 부분적으로 소프트웨어 코드의 형태로 구현될 수 있다. The
또한, 도 1의 실시예가 단일의 집적 회로 칩에서 구현되는 시스템-온-칩(100)의 각종 컴포넌트를 예시하고 있을지라도, 시스템-온-칩(100)은 랜덤 액세스 메모리(140) 또는 전치 증폭기 회로(130)와 같은 다른 집적 회로 또는 그의 일부분을 포함할 수 있다. 더욱이, 하드 디스크 제어기(102), 호스트 인터페이스 제어기(104), 모터 제어 회로(106), 및 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 또는 필드-프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 또는 다른 형태의 집적 회로 아키텍처와 같은 적합한 집적 회로 아키텍처를 이용하여 구현될 수 있다.It should also be appreciated that although the embodiment of FIG. 1 illustrates various components of a system-on-chip 100 implemented in a single integrated circuit chip, the system-on-chip 100 may include a
도 1이 저장 매체(170), 자기 헤드(180), 및 위치설정 암(185)의 각각의 단일의 사례를 가지고 본 발명의 실시예를 도시하고 있지만, 본 발명의 대안의 실시예에서, 저장 디바이스(10)는 이러한 또는 다른 드라이브 컴포넌트 중 하나 이상의 다수의 사례를 포함하는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 대안의 실시예에서, 저장 디바이스(10)는 각 저장 디스크가 동일한 속도로 회전하도록 동일한 스핀들에 부착되는 복수의 저장 디스크뿐만 아니라, 하나 이상의 액추에이터에 결합된 복수의 자기 판독/기록 헤드 및 연관된 위치설정 암을 포함한다.Although FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention with a single instance of each of
더욱이, 본 명세서에서 판독/기록 헤드는 이 용어가 통용될 때 별개의 판독 및 기록 헤드의 조합의 형태로 구현될 수 있다고 이해될 것이다. 상세히 말해서, 본 명세서에서 사용되는 "판독/기록"이라는 용어는 판독/기록 헤드가 오직 하나 이상의 판독 헤드만, 오직 하나 이상의 기록 헤드만, 판독과 기록 둘 다를 위해 사용되는 단일의 헤드, 또는 별개의 판독 및 기록 헤드의 조합을 포함할 수 있도록, 판독 및/또는 기록으로서 넓게 해석되는 것으로 의도하고자 한다. 그러한 헤드는 예를 들면, 랩-어라운드형(wrap-around) 또는 사이드-쉴드형(side-shielded) 메인 폴을 가진 기록 헤드, 또는 데이터를 저장 디스크에 대해 판독 및/또는 기록하는데 적합한 다른 형태의 헤드를 포함할 수 있다.Moreover, it will be appreciated that the read / write head herein can be implemented in the form of a combination of separate read and write heads when this term is commonly used. In particular, the term "read / write ", as used herein, refers to a read / write head in which only one or more read heads, only one or more write heads, a single head used for both read and write, Readable < / RTI > and / or writable so as to include a combination of read and write heads. Such a head may be, for example, a recording head having a wrap-around or side-shielded main pole, or another type of head suitable for reading and / or writing data to a storage disk Head.
그 밖에, 도 1에 도시된 바와 같은 저장 디바이스(10)는 통상의 저장 디바이스에서 보통 발견되는 형태의 하나 이상의 요소를 포함하는, 특별히 도시된 구성요소 이외에 또는 그런 구성요소를 대신하여 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 이해되는 이러한 통상의 구성요소 및 다른 통상적인 구성요소는 본 명세서에서 상세하게 기술되지 않는다. 도 1에 도시된 구성요소의 특정한 구성은 오직 예시적인 예로서만 나타낸다는 것을 또한 이해하여야 한다. 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들이라면 다양한 다른 저장 디바이스 구성이 본 발명의 실시예를 구현하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. Alternatively, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이의 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 가진 도 1의 저장 디바이스의 더 상세한 실시예를 예시하는 개략적인 블록도이다. 더 구체적으로, 도 2는 도 1의 저장 디바이스(10) 내의 기록 채널 회로(110), 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132), 전치 증폭기 회로(130), 자기 헤드(180), 아날로그 버스(200), 및 디지털 버스(202)의 실시예를 도시한다. Figure 2 is a schematic diagram illustrating a more detailed embodiment of the storage device of Figure 1 with control circuitry supporting serial port communication between the controller and the preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention. Respectively. More specifically, FIG. 2 illustrates a
도 2를 참조하면, 아날로그 버스(200)는 기록 채널 회로(110)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 아날로그 버스(200)를 통한 신호의 전송을 가능하게 해주는 복수의 신호 라인(200-1, 200-2, 200-3, 및 200-4)을 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 신호 라인(200-1, 200-2, 및 200-3)은 저장 디바이스(10)의 판독 동작 동안 판독 데이터(RD1, RD2, RD3)가 아날로그 버스(200)를 통해 전치 증폭기 회로(130)로부터 기록 채널 회로(110)로 전송되는 "판독" 신호 라인이다. 신호 라인(200-4)은 기록 데이터(WD)가 아날로그 버스(200)를 통해 기록 채널 회로(110)로부터 전치 증폭기 회로(130)로 전송되는 "기록" 신호 라인이다. 도 2의 실시예에서, 신호 라인(200-1, 200-2, 200-3, 및 200-4)은 아날로그 버스(200)를 통해 기록 채널 회로(110)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 전송되는 아날로그 신호(또는 디지털 신호)의 잡음 여유도 및 신호 품질을 보장하는 차동 전송 라인(differential transmission lines)으로서 구현된다. 다른 실시예에서, 신호 라인(200-1, 200-2, 및 200-3)은 특정한 응용 예에 적합한 다른 공통적인 형태의 신호 전송 라인을 이용하여 구현될 수 있다.2, the
기록 채널 회로(110) 및 전치 증폭기 회로(130)는 아날로그 버스(200)를 통해 신호의 전송을 가능하게 해주는 라인 인터페이스 요소인 라인 구동기/수신기(206/207/208)를 포함한다. 예를 들면, 기록 채널 회로(110)는 신호 라인(200-4)을 통해 기록 데이터 신호를 구동하도록 구성된 라인 구동기(206)를 포함하며, 전치 증폭기 회로(130)는 신호 라인(200-4)을 통해 기록 데이터 신호를 구동하도록 구성된 라인 구동기(207)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 기록 데이터(WD) 신호가 본질적으로 실상은 디지털이므로, 라인 구동기/수신기(206/207)는 신호 라인(200-4)를 통한 기록 데이터(WD) 신호의 차동 전송을 지원하는 CML(Current Mode Logic, 전류 모드 로직)을 이용하여 실행될 수 있다. The
또한, 전치 증폭기 회로(130)는 각각의 신호 라인(200-1, 200-2, 및 200-3)을 구동하는 라인 구동기(208-1, 208-2 및 208-3)를 포함하는 라인 구동기 회로(208)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 라인 구동기 회로(208)는 각각의 신호 라인(200-1, 200-2, 및 200-3)을 통해 본질적으로 실상은 아날로그인 판독 데이터(RD) 신호를 구동하도록 구성된 아날로그 라인 구동기를 이용하여 실행된다. 일 실시예에서, 신호 라인(200-1, 200-2, 및 200-3)은 기록 채널 회로(110)의 아날로그 "프론트 엔드(front end)" 처리 회로 내에서 VGA(variable gain amplifier) 회로에 각각 연결된다. The
더욱이, 도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 버스(202)는 전치 증폭기 회로(130)의 마스터 직렬 포트 제어 회로(112) 및 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)를 연결하는 단일의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)으로 구성된다. 도 2의 실시예에서, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 (제어 데이터 및 커맨드와 같은) 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전송하는 고속 비트 스트림을 전송할 수 있도록 하기 위해 차동 전송 라인으로서 구현된다. 다른 실시예에서, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 특정한 응용 예에 적합한 다른 공통적인 형태의 신호 전송 라인을 이용하여 구현될 수 있다.2, the
직렬 포트 제어 회로(112/132)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, "아웃바운드(outbound)" 방향 또는 "인바운드(inbound)" 방향 중 어느 한 방향으로 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 디지털 신호의 양방향 전송을 제어하도록 구성되는 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)를 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때 "아웃바운드"라는 용어는 일반적으로 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 하드 디스크 제어기(102)로부터 전치 증폭기 회로(130)로의 직렬 비트 스트림 데이터의 데이터 흐름 처리 및 전송 방향을 말하며, 한편 본 명세서에서 사용될 때 "인바운드"라는 용어는 일반적으로 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로부터 하드 디스크 제어기(102)로의 직렬 비트 스트림 데이터의 데이터 흐름 처리 및 전송 방향을 말한다.The serial
도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 기록 채널 회로(110)는 판독 데이터 회로(214) 및 기록 데이터 회로(216)를 더 포함한다. 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 PLL(phase-locked loop) 회로(218)와, FIFO(first-in-first-out) 회로(222), 디코더 회로(224) 및 역직렬화기 회로(226)를 포함하는 "인바운드" 데이터 처리 경로와, FIFO 회로(228), 인코더 회로(230) 및 직렬화기 회로(232)를 포함하는 "아웃바운드" 데이터 처리 경로를 더 포함한다. 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 제어 로직 회로(234), 증폭기 리셋 제어 회로(236) 및 스위칭 회로(220)를 더 포함한다. 라인 멀티플렉싱 회로(210)는 제어 로직 회로(234)로부터 출력된 방향 제어 신호(+D/-D)에 의해 제어(인에이블/디스에이블)되는 라인 수신기(210-1) 및 라인 구동기(210-2)를 포함한다. 일 실시예에서, 라인 멀티플렉싱 회로(210)는 예를 들면, CML을 이용하여 실행된다. As further shown in FIG. 2, the
(전치 증폭기 회로(130)의) 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 PLL 회로(238), 제어 로직 회로(240), 역직렬화기(242) 및 디코더 회로를 포함하는 "아웃바운드" 데이터 처리 경로, 직렬화기 회로(246) 및 인코더 회로(248)를 포함하는 "인바운드" 데이터 처리 경로, 그리고 전치 증폭기 리셋 제어 회로(250)를 포함한다. 라인 멀티플렉싱 회로(212)는 제어 로직 회로(240)로부터 출력된 방향 제어 신호(+D/-D)에 의해 제어(인에이블/디스에이블)되는 라인 구동기(212-1) 및 라인 수신기(212-2)를 포함한다. 일 실시예에서, 라인 멀티플렉싱 회로(212)는 예를 들면, CML을 이용하여 실행된다. The slave serial port control circuitry 132 (of the preamplifier circuit 130) is coupled to the "outbound"
전치 증폭기 회로(130)는 플라이 하이트 제어 회로(252), 판독 회로(254, 256 및 258), 기록 회로(260), 및 제어 레지스터 뱅크(262)를 포함한다. 자기 헤드(180)는 간격 센서(180-1), 히터 요소(180-2), 복수의 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5), 및 기록 요소(180-6)를 포함한다. 자기 헤드(180)의 각종 컴포넌트는 본 기술에서 널리 알려진 구조 및 기술을 이용하여 구현될 수 있으며 그래서 그러한 컴포넌트의 상세한 설명은 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요하지 않다.The
일반적으로, 판독 회로(254, 256 및 258) 및 각각의 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5)는 저장 매체(170)에 저장된 데이터를 나타내는 자기 신호를 판독하고 처리하도록 구성된다. 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5)는 저장 매체(170)에 존재하는 자기 신호를 감지하고, 저장 매체(170)에 저장된 데이터를 나타내는 연속의 미세 아날로그 신호(역 판독된 신호)로서 감지된 자기 신호를 출력하도록 구성된다. 판독 회로(254, 256 및 258)는 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5)를 지원하는 센서 바이어스 소스뿐만 아니라, 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5)로부터 출력된 아날로그 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 포함한다. 판독 회로(254, 256 및 258)는 역 판독된 신호를 처리하도록 통상적으로 실행되는 다른 회로를 포함할 수 있다. In general, the read
도 2는 판독 동작 동안 둘 이상의 판독 센서가 활성 상태로 되는 다차원 기록 매체의 실시예를 도시한다. TDMR(Two Dimensional Magnetic Recording, 이차원 자기 기록)과 같은 다차원 기록 기술은 자기 기록 시스템에서 더 높은 비트 밀도를 지원하기 위해 개발되었다. TDMR 시스템에 따르면, 둘 이상의 판독 헤드가 동일 트랙 (및 인접 트랙)을 소정의 판독 옵셋을 가지고 판독하는데 사용되어, 어느 정도의 간섭 상쇄를 제공한다. TDMR은 데이터 비트가 자기 저장 디스크에서 높은 밀도로 저장되게 해주고, 허용할 수 있는 오차 율로 검색되고 디코딩되게 해주는 효과적인 코딩 및 신호 처리 알고리즘을 사용할 수 있게 해준다. 도 2의 예시적인 실시예에서, 세 개의 판독 센서(180-3, 180-4 및 180-5)는 각기 판독 동작 동안 액티브 상태가 되며, 그럼으로써 역 판독된 복수의 신호(RD1, RD2, 및 RD3)를 출력하며, 이 신호는 동시에 아날로그 버스(200)를 통해 전치 증폭기 회로(130)로부터 기록 채널 회로(110)로 전송된다. Figure 2 illustrates an embodiment of a multi-dimensional recording medium in which two or more read sensors are active during a read operation. Multidimensional recording techniques such as Two Dimensional Magnetic Recording (TDMR) have been developed to support higher bit densities in magnetic recording systems. According to the TDMR system, two or more readheads are used to read the same track (and adjacent tracks) with a predetermined read offset to provide some degree of interference cancellation. TDMR allows the use of efficient coding and signal processing algorithms that allow data bits to be stored at high density on magnetic storage disks and to be retrieved and decoded at an acceptable error rate. In the exemplary embodiment of Figure 2, the three read sensors 180-3, 180-4 and 180-5 are each in an active state during a read operation so that a plurality of signals RD1, RD2, RD3 which are simultaneously transmitted from the
기록 채널 회로(110)에서, 판독 데이터 회로(214)는 역 판독 신호(RD1, RD2, 및 RD3)를 동시에 수신하고 처리한다. 판독 데이터 회로(214)는 아날로그 역 판독 신호(RD1, RD2, 및 RD3)를 조절하고 디지털화하며, 원래 기록된 데이터의 디지털 표현을 추출하는 각종 형태의 회로를 포함한다. 예를 들면, 판독 데이터 회로(214)는 전치 증폭기 회로(130)로부터 수신된 역 판독 신호(RD1, RD2, 및 RD3)를 널리 알려진 회로 및 아날로그 신호 처리 기술을 이용하여 처리하는 아날로그 신호용 프론트-엔드 회로를 포함한다. 판독 데이터 회로(214)는 아날로그 신호를 디지털화하는 아날로그-디지털 변환기 회로, 및 기록 채널에 공통적으로 포함되어 디지털화된 역 판독 신호를 처리하고 디코딩하며 저장 매체에 원래 기록된 디지털 데이터를 재현하기 위한 데이터 등화 회로, 데이터 검출 회로, 데이터 디코딩 회로, 데이터 역직렬화 회로, 클럭 복구 회로, 및 기타 형태의 회로와 같은 기타 회로를 더 포함하며, 이에 관한 세부사항은 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요하지 않다.In the
기록 채널 회로(110)에서 기록 데이터 회로(216)는 저장 매체(170)에 기록되는 기록 데이터를 (내부 버스(116)로부터) 수신하고, 기록 데이터를 역직렬화하고, 인코딩하고, 기록 선보상하며 그렇지 않으면 저장 매체(170)에 기록될 수 있는 형태로 변환하도록 구성된다. 기록 데이터 회로(216)는 아날로그 버스(200)를 통해 전치 증폭기 회로(130)로 전송하기 위한 인코딩된 기록 데이터(WD)를 출력한다. 전치 증폭기 회로(130)에서, 기록 회로(260)는 인코딩된 기록 데이터(WD)를 수신하며 희망에 따라 저장 매체(170)에 기록하기 위해 인코딩된 기록 데이터(WD)를 추가 처리한다. 기록 회로(260)는 또한 저장 매체(170)에 기록을 위해 자기 헤드(180) 내 기록 요소(180-6)를 구동하도록 구성된다.In the
플라이 하이트(fly height) 제어 회로(252)는 자기 헤드(180)와 저장 매체(170)의 표면의 간격(또는 플라이 하이트)을 제어 가능하게 조절하도록 구성된다. 일반적으로, 플라이 하이트 제어 회로(252), 간격 센서(spacing sensor)(180-1), 및 히터 요소(180-2)는 기록 채널 회로(110)의 구성요소 및 하드 디스크 제어기(102) 내에서 동작하는 펌웨어와 연동하여, 공지된 기술을 이용하여, 고밀도 기록에 필요한 헤드-디스크 간격을 일정하고 낮게 유지시키도록 구성된다.The fly
일반적으로, 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)를 향한 "아웃바운드" 방향 또는 전치 증폭기 회로(130)로부터 나오는 "인바운드" 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 전송하도록 구성된 마스터/슬레이브 제어 프레임워크를 구현한다. 직렬 포트 제어 회로(112/132) 및 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 전치 증폭기 레지스터 셋업 및 액세스 동작뿐만 아니라, 문의 기능(interrogation functions)을 수행하도록 이용되는 고속의 양방향 직렬 포트 프레임워크를 제공한다. 다른 실시예에서, 고속의 양방향 직렬 포트 프레임워크는 전용의 가수부 라인(204) 및 전치 증폭기 회로(130)에서 레지스터 액세스 및 시퀀싱 기능을 제어하는 다른 전용의 직렬 포트 제어 라인에 의해 전통적으로 수행되는 제어 기능을 사용하는데 또한 사용될 수 있다.In general, the serial
예를 들면, 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 "아웃바운드" 방향으로 전치 증폭기 회로(130)로 전송하기 위하여, (제어 로직 회로(234/240)로부터 출력된) 방향 제어 신호(+D/-D)는 로직 "1"로 설정되는데, 이는 라인 구동기(210-2) 및 라인 수신기(212-2)를 인에이블시키고 라인 수신기(210-1) 및 라인 구동기(212-1)를 디스에이블시킨다. 그 결과로서, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 디지털 신호를 전치 증폭기 회로(130)로 전송하는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡는다. 한편, 디지털 신호를 전치 증폭기 회로(130)로부터 "인바운드" 방향으로 전송하기 위하여, 방향 제어 신호(+D/-D)신호는 로직 "0"로 설정되는데, 이는 라인 구동기(210-2) 및 라인 수신기(212-2)를 디스에이블시키고 라인 구동기(212-1) 및 라인 수신기(210-1)를 인에이블시킨다. 그 결과로서, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 디지털 신호를 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송하는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡는다. For example, to direct the digital signal to the
마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)에서, PLL 회로(218)는 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)의 각종 회로 컴포넌트(222, 224, 226, 228, 230, 232 및 234)의 동작을 제어하는 클럭 신호(CLK1)를 생성하도록 구성된다. 클럭 신호(CLK1)는 스위칭 회로(220)의 출력으로부터 PLL 회로(218)의 기준 입력 포트로 인가되는 기준 클럭 신호(REF)에 기초하여 생성된다. 특히, 기준 클럭 신호(REF)는 스위칭 회로(220)의 입력에서 인가되는 복수의 여러 기준 신호 중 하나로서, 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 직렬 데이터 스트림을 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)를 향한 "아웃바운드" 방향 또는 전치 증폭기 회로(130)로부터의 "인바운드" 방향으로 전송하는지에 따라서 스위칭 회로(220)로부터 선택적으로 출력되는 복수의 여러 기준 신호 중 하나이다. In the master serial
예를 들면, 도 2의 실시예에서, 스위칭 회로(220)는 내부 버스(116)를 통해 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)로 전송되는 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)를 수신하도록 구성된 제 1 입력 포트를 포함한다. 일 실시예에서, 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)는 하드 디스크 제어기(102)(도 1) 내 마스터 PLL 회로에 의해 생성되어 내부 버스(116)를 통해 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)로 전송되는 클럭 신호이다. 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)는 고정되거나 프로그램가능하며, 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 공지된 다양한 기술 중 하나를 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 스위칭 회로(220)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 "인바운드" 방향으로 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송되는 직렬 비트 스트림을 수신하도록 구성된 제 2 입력 포트를 포함한다. 2, the
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 스위칭 회로(220)는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 "아웃바운드" 방향으로 전치 증폭기 회로(130)로 전송하고 있을 때 제어 로직 회로(234)에 의해 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)를 기준 클럭 신호(REF)로서 PLL 회로(218)에 선택적으로 출력하도록 제어된다. "아웃바운드" 전송 동안, PLL 회로(218)는 포트 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)의 위상/주파수에 고정되는 위상/주파수를 갖는 클럭 신호(CLK1)를 생성하며, 여기서 클럭 신호(CLK1)는 디지털 신호를 인코딩하고 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로 전송하기 위한 기능을 제어하는데 사용된다. 이와 관련하여, "아웃바운드" 데이터 처리/전송의 주파수는 정밀하게 포트 비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)에 의해 설정된다.As will be described in more detail below, the
한편, 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 "인바운드" 방향으로 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송하고 있을 때, 스위칭 회로(220)는 제어 로직 회로(234)에 의해 전치 증폭기 회로(130)로부터 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 PLL 회로(218)로부터 수신되는 직렬 비트 스트림을 PLL 회로(218)에 입력되는 기준 클럭 신호(REF)로서 선택적으로 출력하도록 제어된다. "인바운드" 전송 동안, PLL 회로(218)는 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송된 직렬 데이터 스트림의 위상/주파수에 고정되는 위상/주파수를 갖는 클럭 신호(CLK1)를 생성하는데, 이 클럭 신호(CLK1)는 전치 증폭기 회로(130)로부터 수신되는 직렬 비트 스트림을 수신하고 디코딩하는데 사용된다.On the other hand, when the serial
"마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)의 "아웃바운드" 데이터 처리 경로에서, FIFO 회로(228)는 내부 버스(116)를 통해, 예를 들면, 하드 디스크 제어기(102)(도 1)로부터 수신되는 디지털 정보 신호(예를 들면, 레지스터 데이터의 바이트, 제어 문자 등)을 수신하고 일시적으로 저장하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, FIFO 회로(228)는 n-문자 당 9-비트의 FIFO 버퍼이며, 여기서 각 문자(바이트)는 8-비트이며 9번째 비트(최상위 비트(most significant bit))는 Flag Bit(플래그 비트)로서 사용된다. 아래에서 도 4를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 예를 들면, Flag Bit는 예를 들어, "인바운드" 전송이 하드 디스크 제어기(102)에 의해 요청되는 제어 로직 회로(234)를 가리키는 지시자(예를 들면, 로직 "1"로 설정됨)로서 사용되며, Flag Bit의 어써션(assertion)은 전치 증폭기 회로(130)로 하여금 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡게 하여 요청한 대로 정보를 하드 디스크 제어기(102)로 전송하게 하는 동작 시퀀스(예를 들면, "방향 전환' 제어 문자의 생성)를 표시한다.In the "outbound" data processing path of the master serial
또한, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)의 "아웃바운드" 데이터 처리 경로에서, 인코더 회로(230)는 FIFO 회로(228)에 저장된 디지털 정보 신호에 액세스하고 인코딩하도록 구성된다. 직렬화기 회로(232)는 인코딩된 디지털 정보 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로 전송하기 위해 (제어 및/또는 데이터 문자의) 직렬 비트 스트림으로 직렬화하도록 구성된다.In addition, in the "outbound" data processing path of the master serial
뿐만 아니라, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)의 "아웃바운드" 데이터 처리 경로에서, 역직렬화기(242)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 수신되는 직렬 비트 스트림을 역직렬화하도록 구성되며, 디코더 회로(244)는 역직렬화기(242)로부터 출력되는 역직렬화된 비트 스트림을 디코딩하도록 구성된다. 디코더 회로(244)로부터 출력되는 디코딩된 데이터는 병렬 데이터 버스(264)를 통해 제어 레지스터 뱅크(262)로 전송되고, 예를 들면, 제어 레지스터 뱅크(262) 내 하나 이상의 타겟 레지스터에 기록된다.In addition, in the "outbound" data processing path of the slave serial
슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)의 "인바운드" 데이터 처리 경로에서, 인코더 회로(248)는 디지털 정보 신호를 인코딩하도록 구성된다. 디지털 정보 신호는 예를 들면, 병렬 데이터 버스(266)를 통해 제어 레지스터 뱅크(262)의 하나 이상의 레지스터로부터 판독되는 레지스터 데이터의 하나 이상의 바이트일 수 있다. 직렬화기 회로(246)는 (인코더 회로(248)로부터 출력되는) 인코딩된 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 전송을 위해 직렬 비트 스트림으로 직렬화하도록 구성된다.In the "inbound" data processing path of the slave serial
더욱이, 마스터 직렬 포트 제어 회로(112)의 "인바운드" 데이터 처리 경로에서, 역직렬화기 회로(226)는 전치 증폭기 회로(130)로부터 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)를 통해 수신되는 직렬 비트 스트림을 역직렬화하도록 구성된다. 디코더 회로(224)는 역직렬화된 비트 스트림을 데이터 바이트로 디코딩하도록 구성되며, 이 데이터 바이트는 예를 들면, 하드 디스크 제어기(102)에 의한 나중의 액세스를 위해 FIFO 회로(222)에 일시적으로 저장된다. PLL 회로(218) 및 역직렬화기 회로(226)는 서로 함께 동작하여 적절한 CDR(clock-data-recovery, 클럭-데이터-복구) 기술을 이용하여 직렬 비트 스트림을 병렬 데이터로 변환한다. Further, in the "inbound" data processing path of the master serial
슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서, PLL 회로(238)는 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)의 각종 회로 컴포넌트(240, 242, 244, 246, 및 248)의 동작을 제어하는 클럭 신호(CLK2)를 생성하도록 구성된다. 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 직렬 비트 스트림을 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로 "아웃바운드" 방향으로 전송하도록 구성될 때, PLL 회로(238)는 입력으로서, 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 수신되는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림을 수신하고 위상/주파수를 교정하여 수신된 직렬 비트 스트림의 위상/주파수에 "고정된" 위상/주파수를 갖는 클럭 신호(CLK2)를 생성한다. "아웃바운드" 전송 동안, 클럭 신호(CLK2)는 역직렬화기(242) 및 디코더 회로(244)에 의해 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로 전송되는 디지털 신호를 수신하고 디코딩하도록 사용된다. In the slave serial
한편, 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 디지털 신호를 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로부터 "인바운드" 방향으로 전송하도록 구성될 때, 제어 로직 회로(240)는 PLL 회로(238)로 하여금 위상 및 주파수 조절을 중단하고 클럭 신호(CLK2)를 "고정(static)" 클럭 신호로서 유지하게 하는 제어 신호(Hold)를 생성한다(즉, 클럭 신호(CLK2)는 제어 신호(Hold)가 어써트되었을(asserted) 시점에 존재하는 클럭 신호(CLK2)의 동일 위상/주파수로 유지된다). 다시 말해서, 제어 신호(Hold)가 어써트될 때, PLL 회로(238)의 위상/주파수 교정은 중단되며, 그럼으로써 PLL 회로(238)의 전압-제어 발진기(a voltage-controlled oscillator, VCO)가 이전에 수신된 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림의 공칭 보 속도(a nominal baud rate)로 "프리휠(freewheel)"하도록 한다. 이와 관련하여, 디지털 신호를 "인바운드" 방향으로 전송할 때, 클럭 신호(CLK2)는 일정한 위상/주파수로 유지되며 인코더 회로(248) 및 직렬화기 회로(246)에 의해 디지털 신호를 인코딩하고, 직렬화하고 그리고 전치 증폭기 회로(130)로부터 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전송하도록 사용된다.On the other hand, when the serial
본 발명의 일 실시예에서, PLL 회로(238)는 아래에서 도 5를 참조하여 더 상세하게 논의되는 아날로그 PLL 프레임워크를 사용하여 구현된다. PLL 회로(238)의 아날로그 실시예는 전형적으로 데이터 저장 디바이스용 전치 증폭기의 제조에 사용되는 많은 아날로그 중심의 BiCMOS 프로세스에서 제한된 디지털 역량을 인식하는데 (디지털 실시예를 대신하여) 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, PLL 회로(238)는 디지털 PLL 프레임워크를 사용하여 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에서, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 인코더 회로(230및 248) 및 디코더 회로(224및 244)는 8B/10B 코딩 프로토콜을 이용하여 인코딩 및 디코딩 기능을 수행한다. 본 기술에서 공지된 바와 같이, 8B/10B 코딩 프로토콜은 8-비트 데이터 바이트가 10-비트 전송 문자로 변환되는 직렬 비트 스트림 전송 프로토콜이다. 특히, 8B/10B 코딩 시, 데이터 바이트(8-비트 데이터)는 d,k=0,4 제약을 준수하는 1024개의 가능한 10-비트 코드 문자 중에서 256 중 하나를 이용하여 인코딩된다. 8B/10B 코드의 k=4 제약은 클럭이 인코딩된 데이터 스트림으로부터 확실하게 추출될 수 있게 한다. 8B/10B 코드의 dc 스펙트럼 널 특성은 본 발명의 실시예에서 구현될 수 있거나 구현되지 않을 수 있다. 제어 및 프레이밍 문자는 나머지 10-비트 심볼로부터 선택된다. 예를 들면, 어써트된 Flag Bit에 응답하여 생성되는 "방향 전환(direction switch)" 제어 신호는 사전에 정의된 8B/10B 제어 문자일 수 있다. "아웃바운드" 전송에서, 8B/10B 코딩은 필수적으로 내장된 클럭을 제공하는데, 직렬 비트 스트림에서 매 10 비트는 하나의 8B/10B 데이터 또는 제어 문자를 나타낸다.In one embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 직렬 포트 통신을 구현하는 방법의 흐름도이다. 더 구체적으로, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 제어기와 전치 증폭기 사이에서 선택적으로 디지털 신호를 전송하는 직렬 포트를 제어하는 방법을 예시한다. 일반적으로, 직렬 포트를 제어하는 방법은 직렬 비트 스트림을 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 제어기로부터 전치 증폭기로 전송하는 과정(블록(300))과, 전치 증폭기에서 위상-고정 루프를 사용하여 클럭 신호 - 클럭 신호는 제어기로부터 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송되는 직렬 비트 스트림의 비트 속도에 기초하여 생성됨 - 를 생성하는 과정(블록(302))과, 전치 증폭기에서 클럭 신호를 이용하여 제어기로부터 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송되는 직렬 비트를 수신하고 역직렬화하는 과정(블록(304))을 포함한다.3 is a flow diagram of a method for implementing serial port communication between a controller and a preamplifier using a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention. More specifically, Figure 3 illustrates a method of controlling a serial port that selectively transmits a digital signal between a controller and a preamplifier via a bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention. In general, a method of controlling a serial port includes transmitting a serial bit stream from a controller to a preamplifier via a bidirectional serial data line (block 300), and using a phase-locked loop in a preamplifier to generate a clock signal- (Block 302) generating a signal from a controller based on a bit rate of a serial bit stream transmitted over a bidirectional serial data line, and generating a bidirectional serial data line from the controller using a clock signal in the preamplifier (Block 304) receiving and deserializing the serial bits that are transmitted over the link.
앞에서 논의된 것처럼 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예의 맥락에서, 블록(300, 302, 304)의 프로세스 흐름은 디지털 정보 신호(예를 들면, 레지스터 어드레스 정보 및 레지스터 데이터)가 전치 증폭기 회로(130)로 "아웃바운드" 방향으로 전송되는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 동작 모드에 해당한다. 한편, (아래에서 논의되는 바와 같은) 블록(306, 308, 310 및 312)의 프로세스 흐름은 예를 들면, 직렬 포트 "방향 전환"이 디지털 정보 신호(예를 들면, 레지스터 데이터)를 전치 증폭기 회로(130)로부터 하드 디스크 제어기(102)로의 "인바운드" 방향으로 전송하도록 실시되는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 동작 모드에 해당한다.As discussed above, in the context of the exemplary embodiment of Figures 1 and 2, the process flow of
더 구체적으로, 도 3을 참조하면, 직렬 포트를 제어하는 방법은 방향 전환 제어 신호를 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전치 증폭기로 전송하는 과정(블록(306))을 더 포함한다. 전치 증폭기에 의한 방향 전환 제어 신호를 검출한 다음, 전치 증폭기는 (본 명세서에서 Hold 신호라고 지칭되는) 제어 신호를 생성하여 전치 증폭기의 위상-고정 루프 회로의 위상 및 주파수 조절을 중단하고 전치 증폭기의 위상-고정 루프로부터 출력된 고정 클럭 신호를 유지한다(블록(308)). 그런 다음 전치 증폭기는 디지털 신호를 전치 증폭기로부터 제어기로 전송하는 양방향 직렬 데이터 라인의 제어를 맡는다(블록(310)). 고정 클럭 신호는 데이터를 직렬화하고 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전치 증폭기로부터 제어기로 전송하는데 사용된다(블록(312)).More specifically, referring to FIG. 3, a method of controlling a serial port further includes transmitting a redirect control signal to a preamplifier via a bidirectional serial data line (block 306). After detecting the directional switching control signal by the preamplifier, the preamplifier generates a control signal (referred to herein as the Hold signal) to stop the phase and frequency regulation of the phase-locked loop circuit of the preamplifier, And holds the fixed clock signal output from the phase-locked loop (block 308). The preamplifier then takes control of the bidirectional serial data line that transfers the digital signal from the preamplifier to the controller (block 310). The fixed clock signal is used to serialize the data and transmit it from the preamplifier to the controller via the bidirectional serial data line (block 312).
예시적인 목적을 위해, 도 3의 방법의 더 상세한 실시예는 아래에서 도 4에 도시된 타이밍도를 참조하여 더 상세하게 논의될 것이며, 여기서 도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이에서 선택적으로 디지털 신호를 전송하는 직렬 포트를 제어하는 방법을 개략적으로 예시한다. 더욱이, 도 3 및 도 4의 실시예는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 디지털 신호의 양방향 전송을 제어하는 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 동작 모드의 맥락에서 도 1 및 도 2를 추가로 참조하여 논의될 것이다.For illustrative purposes, a more detailed embodiment of the method of FIG. 3 will be discussed in more detail below with reference to the timing diagram shown in FIG. 4, where FIG. 4 illustrates a single bi- And schematically illustrates a method of controlling a serial port that selectively transmits a digital signal between a controller and a preamplifier using a serial data line. Furthermore, the embodiment of FIGS. 3 and 4 can be used in the context of the operating mode of the serial
일반적으로, 도 4는 (화살표로 표시된 것처럼) 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 "아웃바운드" 방향 및 "인바운드" 방향으로 전송되는 직렬 비트 스트림(400)의 예를 도시한다. 특히, 도 4는 블록(402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 및 416)을 포함하는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1), 블록(418, 420 및 422)을 포함하는 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2), 및 블록(424, 426 및 428)을 포함하는 "아웃바운드" 비트 스트림(400-3)을 예시한다. 또한, 도 4는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 직렬 비트 스트림(400-1, 400-2, 및 400-3)의 전송을 제어하는 제어 신호로, 예를 들면, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내 제어 로직 회로(240)에 의해 생성되는 HOLD 제어 신호(430), 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112) 내 제어 로직 회로(234)에 의해 생성되는 방향 제어 신호(440)(+D/-D), 및 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내 인코더 회로(230)에 의해 생성되는 방향 제어 신호(450)(+D/-D)을 포함하는 제어 신호의 예시적인 파형을 예시한다.Generally, FIG. 4 illustrates an example of a
더 구체적으로, 도 4의 예시적인 실시예에서, "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)은 동기화 비트 패턴(402), 레지스터 기록 어드레스/데이터 쌍(404/406 및 408/410), 방향 전환 제어 문자(412), 레지스터 판독 어드레스 정보(414), 및 연관된 바이트 카운트 정보(416)를 포함한다. 일반적으로, 동기화 패턴(402)은 전치 증폭기 회로(130)로 전송되고 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 기술을 이용하여, 전치 증폭기 회로(130) 내 PLL 회로(238)의 확실한 위상/주파수 "풀-인(full-in)"을 실시하기 위해 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서 사용되는 비트 패턴을 포함한다. 이러한 위상/주파수 "풀-인"은 전치 증폭기 회로(130)에서 정밀한 기준 클럭이 없을 때 필요하며, PLL 회로(238)의 출력 클럭(CLK2)은 전치 증폭기 회로(130)로 전송되는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)에 "위상-고정"될 필요가 있다. 구현예에 따라서, 동기화 패턴(402)은 PLL 회로(238)를 동기화할 수 있고 프리앰블의 끝과 데이터의 비트 스트림의 시작을 표시하는, "일정-주파수 프리앰블" 및 8B/10B "프레임" 문자를 포함할 수 있다.4, the "outbound" serial bit stream 400-1 includes a
도 4에 추가로 도시된 바와 같이, "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)이 전치 증폭기 회로(130)로 전송되는 t0부터 t1까지의 시구간 동안, (제어 로직 회로(240)로부터 출력되는) HOLD 제어 신호(430)는 로직 "0" 레벨로 유지되며(디-어써트되며(de-asserted), 이는 PLL 회로(238)가 위상/주파수 교정을 할 수 있게 하고 클럭 신호(CLK2)를 직렬 비트 스트림(400)에 위상-고정된 채로 유지되게 한다. 또한, (마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 내 각각의 제어 로직 회로(234 및 240)에 의해 생성되는) 방향 제어 신호(440 및 450)는 로직 "1" 레벨로 유지된다. 이 상태에서, 라인 구동기(210-2) 및 라인 수신기(212-2)는 "아웃바운드" 전송을 지지하기 위해 활성화되는 반면, 라인 구동기(212-1) 및 라인 수신기(210-1)는 비활성화된다(도 2를 참조할 것). During the time period from t0 to t1 when the "outbound" serial bit stream 400-1 is transmitted to the preamplifier circuit 130 (as shown further in FIG. 4) (Which is de-asserted) to enable the
도 4의 예시적인 실시예에서, "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)은 레지스터 데이터가 전치 증폭기 회로(130)의 제어 레지스터 뱅크(262)에 기록되는 레지스터의 어드레스를 명시하는 레지스터 어드레스 정보(404 및 408)를 포함하며, 레지스터 데이터(406 및 410)는 각각의 레지스터 어드레스(404 및 408)에서 레지스터 내에 기록되는 실제 레지스터 데이터를 포함한다. 도 2를 참조하여 앞에서 논의된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에서, 하드 디스크 제어기(102)는 8-비트 정보(바이트)를 9-비트-폭의 FIFO 회로(228)에 기록하는데, 여기서 예를 들면 처음 8비트는 레지스터 데이터/어드레스 정보를 나타내며, 9번째 비트는 직렬 포트에서 방향 전환을 명시하도록 어써트되는 (로직 1)의 Flag Bit 이다. 4, the "outbound" serial bit stream 400-1 includes register address information < RTI ID = 0.0 > (404 and 408), and register data (406 and 410) contain the actual register data that is written into the register at each register address (404 and 408). 2,
도 2를 참조하여 앞에서 추가로 논의된 것처럼, 인코더 회로(230)는 각각의 8-비트 출력(바이트)을 널리-알려진 8B/10B 코딩 프로토콜을 사용하여 10-비트 문자로 인코딩한다. (예를 들면, 블록(404, 406, 408, 및 410)으로 표시되는) 인코딩된 10-비트 문자는 직렬화기 회로(232)를 통해 직렬화되고 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)로 전송된다. 전치 증폭기 회로(130) 내에서, 직렬화된 데이터 스트림은 역직렬화 비트-레이트 클럭(CLK2)을 제공하는 역직렬화기(242) 및 PLL 회로(238)에 입력된다. 각각의 10-비트 문자는 디코더 회로(244)에 의해 디코딩되고, 이 디코더 회로는 전치 증폭기 구성 및 제어 정보를 제어 레지스터 뱅크(262)의 레지스터 내에 저장하는데 사용되는 레지스터 어드레스 정보 및 레지스터 데이터를 나타내는 대응하는 바이트(8-비트)를 출력한다.As discussed further above with reference to FIG. 2,
비록 도 4에서 제어 레지스터 뱅크(262) 내 레지스터에 기록하는 어드레스/레지스터 데이터 쌍을 예시할지라도, 다른 포맷이 실시될 수 있다. 예를 들면, start-address/byte-count-N/byte 1/byte 2/ ... / byte N을 포함하는 레지스터 기록 포맷이 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, start-address는 기록되는 제 1 레지스터의 어드레스를 나타내고, byte-count-N은 데이터가 기록되는 N 개의 순차적 레지스터 어드레스를 명시하며, 여기서 N은 제 1 레지스터 어드레스 및 그 다음에 오는 어드레스를 포함하는 N 개의 연속 레지스터의 시퀀스를 포함한다. 레지스터 데이터(byte 1/byte 2/ ... / byte N)은 명시된 N 개의 순차적 레지스터 어드레스에 기록되는 실제 데이터 바이트를 나타낸다. 예를 들어, 제어 레지스터 뱅크(262) 내 각각의 레지스터가 데이터의 1 바이트를 저장한다고 가정한다. start-address가 5라는 레지스터 어드레스를 명시하고 byte-count-N이 3이라는 값을 명시하면, 이러한 커맨드는 전치 증폭기 회로(130)에게 바이트 1을 어드레스 5의 레지스터에 저장하고 다음의 두 순차 레지스터 6 및 7의 콘텐츠인 나머지 레지스터 데이터 byte 2 및 byte 3를 저장하라고 지시하였을 것이다. Although an address / register data pair is written to the register in the
어떤 레지스터 데이터가 전치 증폭기 회로(130) 내 제어 레지스터 뱅크(262)로부터 판독될 때, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에게 방향 전환을 알려주는 방향 전환 제어 문자(412)를 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)에 집어 넣는다. 더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 방향 제어 문자(412)의 삽입은 하드 디스크 제어기(102)에 의해 FIFO 회로(228)에 저장되는 특정의 8-비트 문자에 첨부된 Flag Bit(즉, 9번째 비트)의 어써션(로직 "1")에 응답하여 개시된다. 어써트된 Flag Bit는 레지스터 데이터의 "인바운드" 전송이, 예를 들면 전치 증폭기 회로(130)로부터 시도된다는 것을 제어 로직 회로(234)에게 표시하는 표시자로서 작용한다. 예를 들면, 일 실시예에서, (어써트된 Flag Bit (9번째 비트)를 갖는) 8-비트 문자는 하드 디스크 제어기(102)에 액세스되어 전송되는 레지스터 데이터를 갖는 제어 레지스터 뱅크(262) 내 레지스터의 어드레스를 명시한다. 제어 로직 회로(234)가 FIFO 회로(228)에서 특정의 8-비트 문자의 어써트된 Flag Bit를 검출할 때, 제어 로직 회로(234)는 인코더 회로(230)에게 (도 4에서 방향 전환 문자(412)로서 도시된) 10-비트 "방향 전환" 제어 문자를 생성하라는 커맨드를 발행한다. 뿐만 아니라, 도 4의 실시예에서 도시된 바와 같이, 방향 전환 제어 문자(412)의 다음에는 10-비트 8B/10B 인코딩된 레지스터 판독-어드레스 문자(414) 및 바이트 카운트 문자(416)가 뒤이어 나온다.When some register data is read from the
전치 증폭기 회로(130)에서, 디코더 회로(244)는 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)로부터 수신되는 방향 전환 제어 문자(412)를 디코딩하고 검출하며, 검출 제어 신호를 제어 로직 회로(240)로 출력한다. 검출 제어 신호에 응답하여, 제어 로직 회로(240)는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)에서 다음에 나오는 문자가 판독 어드레스 문자(414) 및 바이트 카운트 문자(416)를 포함한다는 것을 알게 된다. 따라서, 제어 로직 회로(240)는 명시된 레지스터(들)의 콘텐츠에 액세스하고 직렬 포트 방향 전환을 개시하는 커맨드를 발행하여 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송될 "인바운드" 직렬 비트 스트림 내에서 액세스된 레지스터 콘텐츠의 전송을 가능하게 한다.In the
본 발명의 일 실시예에서, 판독 어드레스 제어 문자(414)는 레지스터 판독 커맨드로서 작용하며 데이터(또는 다른 레지스터로의 포인터)가 판독되는 레지스터의 어드레스를 명시하는 레지스터 어드레스 데이터를 포함한다. 또한, 바이트 카운트 문자(416)는 복수의 연속 레지스터 어드레스를 명시하여 그 명시된 레지스터 어드레스부터 액세스가 시작되게 한다. 예를 들면, 판독 어드레스 문자(414)가 5라는 레지스터 어드레스를 명시하고 있고 바이트 카운트 문자(416)가 3이라는 값을 명시하고 있으면, 전치 증폭기 회로(130)는 어드레스 5를 가진 레지스터의 콘텐츠, 및 다음 두 개의 순차 레지스터 6 및 7의 콘텐츠에 액세스하여 판독할 것이다. 1이라는 바이트 카운트 값은 판독 어드레스 문자(414)에 의해 명시된 레지스터 어드레스의 레지스터의 콘텐츠만이 하드 디스크 제어기(102)에 액세스되고 그 하드 디스크 제어기로 반환되는 것임을 표시한다. In one embodiment of the invention, the read
"아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)의 전송 동안, 전치 증폭기 회로(130) 내 PLL 회로(238)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 수신되는 직렬 비트 스트림에 위상 고정된 채로 남아 있는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 시간(t1)에서, 판독-어드레스 및 바이트 카운트 문자(414 및 416)가 전송된 직후, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112) 내 제어 로직 회로(234)는 방향 제어 신호(440)(+D/-D)를 로직 0 레벨로 전이시키며, 그럼으로써 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 아웃바운드 직렬 비트 스트림을 전송하는 것을 중지하며, 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 그만둔다. During transmission of the "outbound" serial bit stream 400-1, the
또한, 시간(t1)에서, 판독-어드레스 및 바이트 카운트 문자(414 및 416)가 전송된 직후, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내 제어 로직 회로(240)는 HOLD 제어 신호(430)를 (어써트된) 로직 1 레벨로 전이시키다. HOLD 제어 신호(430)가 어써트되면 PLL 회로(238)는 위상/주파수 교정을 중지하고 이전에 수신된 아웃바운드 직렬 비트 스트림(400-1)의 공칭 보드 속도로 프리휠하는 PLL 회로(238)의 전압 제어 발진기의 출력에서 생성되는 위상 및 주파수를 갖는 고정 클럭 신호(CLK2)를 출력하게 된다. 이 상태에서, 고정 클럭 신호(CLK2)는 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송되는 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)에 대한 참조를 하드 디스크 제어기(102)에 제공한다. Also at time t1, immediately after the read-address and byte count
도 4에 도시된 t1부터 t2까지의 시구간 동안, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 PLL 회로(238)로부터 출력된 고정 클럭 신호(CLK2)를 이용하여 (제어 로직 회로(240)의 제어 하에) 소정의 시퀀싱 동작을 수행하여 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 하드 디스크 제어기(102)로 전송하는데 필요한 (제어 레지스터 뱅크(262)로부터) 요청된 레지스터 데이터를 취득한다. 일단 요청된 레지스터 데이터가 (인코더 회로 및 직렬화 회로(248 및 246)를 통해) 액세스되고, 인코딩되고 직렬화되면, 시간(t2)에서, 제어 로직 회로(240)는 방향 제어 신호(450)를 로직 0 레벨로 전이시키며, 그럼으로써 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡고 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)을 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)로 전송하기 시작한다.During the time period from t1 to t2 shown in FIG. 4, the slave serial
도 4의 실시예에서, "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)은 동기화 패턴(418) 및 인코딩된 데이터 문자(420 및 422)를 포함한다. 동기화 패턴(418)은 옵션으로 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)에서 사용되어 PLL 회로(218)의 위상/주파수의 "풀-인"을 유도한다. 앞에서 설명된 것처럼, "인바운드" 전송 동안, 스위칭 회로(220)는 방향 제어 신호(+D/-D)에 의해 선택적으로 "인바운드" 직렬 비트 스트림을 PLL 회로의 기준 입력으로 제공하도록 제어되며 그럼으로써 전치 증폭기 회로(130)로부터 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전송되는 인바운드 직렬 비트 스트림을 수신하고 디코딩하기 위해 사용되는 클럭 신호(CLK1)를 생성시킨다. 일 실시예에서, 동기화 패턴(418)은 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)에 위상 고정되는 클럭 신호(CLK1)를 생성하는 PLL 회로(218)에 의해 기준 신호로서 사용되는 비트 패턴을 포함한다. In the embodiment of FIG. 4, the "inbound" serial bit stream 400-2 includes a
본 발명의 일 실시예에서, 동기화 패턴(418)은 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112) 내 PLL 회로(218)이 널리 알려진 기술을 이용하여 거의 순간적으로 "풀-인"하기 위해 구성되는 디지털 PLL 프레임워크를 이용하여 구현될 때는 단일의 8B/10B 제어 문자일 수 있다. 예로서, PLL 회로(218)는 기가비트-레이트 클럭 및 데이터 복구 응용예에 맞게 "인바운드" 직렬 비트 스트림에 거의 순간적으로 위상-고정시킬 수 있는 디지털 비동기적으로-샘플링되는 즉시-풀-인 PLL 프레임워크(using a digital asynchronously-sampled instant-pull-in PLL framework)를 이용하여 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)의 인코딩된 데이터 문자(420 및 422)는 두 개의 상이한 레지스터로부터 액세스되고, 인코더 회로(248)를 이용하여 8B/10B 10-비트 문자로 인코딩된 다음, "고정(frozen)" PLL 회로(238)로부터 출력된 고정 클럭 신호(CLK2)의 시퀀싱 제어 하에 직렬화기 회로(246)를 이용하여 직렬화되는 레지스터 데이터를 포함한다. 도 3에서 t2부터 t3까지의 시구간 동안, 인코딩된 데이터 문자(420 및 422)는 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)로 직렬로 인바운드 전송되며, 여기서 직렬 비트 스트림은 역직렬화기 회로(226)에 의해 역직렬화되고, 디코더 회로(224)에 의해 8-비트 바이트로 디코딩되고, 하드 디스크 제어기(102)에 의한 나중의 액세스를 위해 "인바운드" 데이터 FIFO 회로(222)에 저장된다. 4, the encoded
도 4에 도시된 실시예에서, 인바운드 직렬 비트 스트림(400-2)의 전송 이후 시간(t3)에서, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내 제어 로직 회로(240)는 방향 제어 신호(450)를 로직 1 레벨로 전이시키며, 그럼으로써 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 그만둔다. 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 이전에 수신된 아웃바운드 요청(블록(414 및 416))에 응답하여 얼마나 많은 정보 비트가 전송(블록(420 및 422)될 것인지를 선험적으로 알고 있기 때문에, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)는 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)의 마지막 비트가 전송된 다음 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 즉시 그만둔다. 4, at time t3 after transmission of the inbound serial bit stream 400-2, the
t3부터 t4까지의 시구간 동안, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 "인바운드" 직렬 비트 스트림(400-2)의 처리를 완료하도록 동작하며 다른 아웃바운드 전송을 준비한다. 시간(t4)에서, 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내 제어 로직 회로(240)는 HOLD 제어 신호(430)를 로직 0 레벨로 전이시키며, 그럼으로써 PLL 회로(238)가 위상/주파수 교정 동작을 할 수 있게 한다. 또한, 시간(t4)에서, 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112) 내 제어 로직 회로(234)는 방향 제어 신호(440)를 로직 1 레벨로 전이시키며, 그럼으로써 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡는다. 더욱이, 방향 제어 신호(440)가 어써트되면 스위칭 회로(220)는 논의된 것처럼 비트 레이트 클럭(Bit-Clock)을 선택적으로 기준 클럭 신호(REF)로서 PLL 회로(218)에 인가한다.During time periods t3 to t4, the master serial
도 4에 추가로 도시된 바와 같이, 시간(t4)에서, 마스터 직렬 포트 제어 회로는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-3)을 전치 증폭기 회로(130)에 전송하기 시작한다. 예시적인 실시예에서, "아웃바운드" 직렬 비트 스트림은 앞에서 논의된 바와 같은 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림(400-1)과 유사한, 동기화 패턴(424) 및 인코딩된 레지스터 어드레스 및 레지스터 데이터 문자 쌍의 시퀀스(426, 428)의 시퀀스를 포함한다.4, at time t4, the master serial port control circuitry begins transmitting an "outbound" serial bit stream 400-3 to the
이러한 상태에서, "Hold" 상태 동안 PLL 회로(238)에 의한 무시할만한 "위상 슬립(phase slip)"을 가정하면, PLL 회로(238)는 시간(t4)에서 "아웃바운드" 인코딩된 문자(426 및 428)를 역직렬화하고 디코딩하는 클럭 신호(CLK2)를 사용하려 즉시 준비할 수 있다. 그러한 사례에서, 클럭 신호(CLK2)의 위상/주파수는 시간(t4)에서 인코딩된 문자(426 및 428)를 인코딩하고 직렬화하기를 시작하는 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)에서 사용되는 것처럼 (비트 레이트 클럭 신호(Bit_Clock)에 기초하는) 클럭 신호(CLK1)의 위상/주파수와 아마도 유사할 것이다. 이러한 가정은 t1부터 t4까지의 시구간 동안 고정 상태에서 유지되었던 클럭 신호(CLK2)가 이전의 아웃바운드 직렬 비트 스트림(400-1)을 인코딩하고 직렬화하는데 사용되는 클럭 신호(CLK1)에 이미 위상 고정되었다면 유효하다.In this state, assuming a negligible "phase slip" by the
그러나, 비교적 다량의 "인바운드" 문자가 전치 증폭기 회로(130)로부터 전송되면, Hold 모드 동안 PLL 회로 위상 슬립에 의한 상당한 위상 슬립이 생성하게 되며, 그러면, 시간(t4)에서, (동기화 패턴(402)과 유사한) 동기화 패턴(424)이 클럭 신호(CLK2)의 위상/주파수를 아웃바운드 직렬 비트 스트림(400-3)을 전송하기 위해 현재 사용되는 클럭 신호(CLK1)의 공칭 보드 속도와 동기화시키기 위해 전송될 수 있다. 다른 실시예에서, 아웃바운드 직렬 비트 스트림(400-1)의 끝에서 PLL 회로(238)의 상태에 비해 대략 1/4 비트-시간 적은 위상 시프트는 클럭 신호(CLK1 및 CLK2)을 동기화시키는데 사용될 수 있다. 만일 이러한 공차가 유지될 수 없다면, 위상-트림 필드(a phase-trim field)를 재개된 아웃바운드 스트림(400-3)의 앞에 붙이는 것이 가능하다. However, when a relatively large amount of "inbound" character is transmitted from the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 통한 제어기와 전치 증폭기 간의 직렬 포트 전송을 지원하는 전치 증폭기에서 실행될 수 있는 위상-고정 루프 회로의 실시예를 개략적으로 도시한다. 예를 들면, 도 5는 도 2에 도시된 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서 실행되는 PLL 회로(238)의 실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, PLL 회로(238)는 위상 검출기 회로(500), 홀드 제어 회로(510), 전하 펌프 회로(520), 로우 패스 필터 회로(530), 및 전압 제어 발진기(a voltage controlled oscillator, VCO) 회로(540)를 포함한다. 앞에서 설명된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에서, PLL 회로(238)는 전치 증폭기 회로(130)가 아날로그 신호의 전송 및/또는 처리에 최적화된 프로세스 기술을 이용하여 구현되는 사례에서 아날로그 PLL 프레임워크를 이용하여 구현된다. 예를 들면, PLL 회로(238)는 예를 들면, 바이폴라 디바이스나 CMOS 디바이스, 또는 바이폴라 디바이스와 CMOS 디바이스의 혼합을 이용하여 구현될 수 있다.5 schematically illustrates an embodiment of a phase-locked loop circuit that may be implemented in a preamplifier that supports serial port transmission between a controller and a preamplifier over a single bidirectional serial data line, in accordance with an embodiment of the present invention. For example, FIG. 5 shows an embodiment of a
홀드 제어 회로(510)는 제 1 제어 게이트(512) 및 제 2 제어 게이트(514)를 포함한다. 일 실시예에서, 제어 게이트(512 및 514)는 홀드 제어 회로(510)에 입력되는 HOLD 제어 신호의 로직 레벨에 기초하여 전하 펌프 회로(520)를 인에이블 또는 디스에이블하도록 구성된 "OR-NOR" 게이트로서 구현된다. 전하 펌프 회로(520)는 (소스 전류 IUP를 생성하는) 제 1 전류원(522), (싱크 전류 IDOWN을 생성하는) 제 2 전류원(524), 및 바이폴라 트랜지스터(T1, T2, T3, 및 T4)를 포함하며, 이들은 전류-전환 전하 펌프 프레임워크를 구현한다. 도 5에 도시된 일 실시예에서, 바이폴라 트랜지스터(T1 및 T2)는 PNP 트랜지스터이며 바이폴라 트랜지스터(T3 및 T4)는 NPN 트랜지스터이다. 로우 패스 필터 회로(530)는 전하 펌프 회로(520)의 출력 노드(550)에 연결된다. 일 실시예에서, 로우 패스 필터 회로(530)는 저항(R1) 및 캐패시터(C1 및 C2)를 포함하는 비례-적분 +HF 폴 보상 네트워크(a proportional-integral +HF pole compensating network)이다. VCO 회로는 전하 펌프 회로(520)의 출력 노드(550)에 연결되는 하이 입력 임피던스 제어 포트(542)를 가지고 있다.The
도 5에 추가로 도시된 바와 같이, 각 제어 게이트(512 및 514)는 (도 2에 도시된 바와 같은 제어 로직 회로(240)로부터 생성되어 출력되는) HOLD 제어 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트를 가지고 있다. 또한, 제 1 제어 게이트(512)는 위상 검출기 회로(500)의 출력 포트(502)에 연결되며 그리고 위상 검출기 회로(500)로부터 생성되고 출력되는 제어 신호(UP)를 수신하도록 구성되는 입력 포트를 가지고 있다. 유사하게, 제 2 제어 게이트(514)는 위상 검출기 회로(500)의 출력 포트(504)에 연결되며 그리고 위상 검출기 회로(500)로부터 생성되고 출력되는 제어 신호(DOWN)를 수신하도록 구성되는 입력 포트를 가지고 있다.5, each
또한, 제 1 제어 게이트(512)는 바이폴라 트랜지스터(t1)의 베이스 단자에 연결된 제 1 출력 포트(NOR 출력)와, 바이폴라 트랜지스터(T2)의 베이스 단자에 연결된 제 2 출력 포트(OR 출력)를 가지고 있다. 제 2 제어 게이트(514)는 바이폴라 트랜지스터(T4)의 베이스 단자에 연결된 제 1 출력 포트(NOR 출력)과, 바이폴라 트랜지스터(T3)의 베이스 단자에 연결된 제 2 출력 포트(OR 출력)를 가지고 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 도 5에서 도시된 제 1 및 제 2 제어 게이트(512 및 514)의 "동그란 점" 입력으로 표시된 것처럼, 제 1 및 제 2 제어 게이트(512 및 514)의 입력 포트는 반전 입력이다.The
디지털 신호의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 "아웃바운드" 전송 동안, 홀드 제어 회로(510)는 PLL 회로(238)가 위상/주파수 교정을 수행하여 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 수신되는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림에 위상 고정된 채로 유지하는 클럭 신호(CLK2)를 생성할 수 있도록 하는 전하 펌프 회로(520)의 동작을 가능하게 해준다. 특히, 위상 검출기 회로(500)는 (양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전치 증폭기 회로(130)에 의해 수신되는) "아웃바운드" 직렬 비트 스트림 및 VCO 회로(540)로부터 생성되고 출력되는 클럭 신호(CLK2)를 입력으로서 수신한다. 위상 검출기 회로(500)는 위상 검출기 회로(500)의 각 출력 포트(502 및 504)에서 펄스형 제어 신호(UP 및 DOWN)을 생성하고 출력하도록 구성된다. 일반적으로, 위상 검출기 회로(500)는 임의의 적절한 위상 검출기 회로 프레임워크를 이용하여 수신된 직렬 비트 스트림과 클럭 신호(CLK2) 간의 위상 차에 기초하여 제어 신호(UP 및 DOWN)을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제어 신호(UP 및 DOWN)의 상대적인 펄스 폭은 위상 검출기 회로(500)에 의해 검출된 바와 같은, 수신된 직렬 비트 스트림과 클럭 신호(CLK2) 간의 위상 차에 비례한다. 더욱이, 본 발명의 일 실시예에서, 제어 신호(UP 및 DOWN)는 위상 검출기 회로(500)의 동그란 원의 출력 포트(502 및 504)로 표시된 것처럼, 로직 "0" 레벨로 어써트되는 것으로 간주된다.During the "outbound" transmission of the digital signal through the bidirectional serial data line 202-1, the
"아웃바운드" 전송 동안, 홀드 제어 회로(510)에 입력되는 HOLD 제어 신호는 로직 0 레벨로 유지된다. 이 상태에서, 제 1 및 제 2 제어 게이트(512 및 514)의 적어도 하나의 반전 입력은 로직 1 레벨로 유지되어서, 제 1 제어 게이트(512)의 NOR 출력이 로직 1 레벨로 유지되게 하고, 제 2 제어 게이트(514)의 OR 출력이 로직 0 레벨로 유지되게 한다. 이와 같이, "아웃바운드" 전송 동안, 전하 펌프 회로(520)의 바이폴라 트랜지스터(T1 및 T3)는 OFF 상태로 유지된다.During the "outbound" transmission, the HOLD control signal input to the
또한, "아웃바운드" 전송 동안, 홀드 제어 회로(510)는 위상 검출기 회로(500)로부터 제어 신호(UP 및 DOWN)를 수신하며, UP 및 DOWN 제어 신호의 로직 레벨에 따라서 전하 펌프 회로(520)의 바이폴라 트랜지스터(T2 및 T4)를 활성화 또는 비활성화시킨다. 예를 들면, UP 제어 신호가 로직 0 레벨로 어써트될 때(그리고 HOLD 제어 신호가 로직 0일 때), 제 1 제어 게이트(512)의 OR 출력은 로직 0 레벨에 있을 것이고, 그래서 바이폴라 트랜지스터(T2)를 턴 온시킬 것이다. 한편, UP 제어 신호가 로직 1 레벨에 있을 때(그리고 HOLD 제어 신호가 로직 0일 때), 제 1 제어 게이트(512)의 OR 출력은 로직 1 레벨에 있을 것이고, 그래서 바이폴라 트랜지스터(T2)를 턴 오프시킬 것이다. 유사하게, DOWN 제어 신호가 로직 0 레벨로 어써트될 때(그리고 HOLD 제어 신호가 로직 0일 때), 제 2 제어 게이트(514)의 NOR 출력은 로직 1 레벨에 있을 것이고, 그래서 바이폴라 트랜지스터(T4)를 턴 온시킬 것이다. 한편, DOWN 제어 신호가 로직 1 레벨에 있을 때(그리고 HOLD 제어 신호가 로직 0일 때), 제 2 제어 게이트(514)의 NOR 출력은 로직 0 레벨에 있을 것이고, 그래서 바이폴라 트랜지스터(T4)를 턴 오프시킬 것이다.During the "outbound" transfer, the
이와 관련하여, 전하 펌프 회로(520)가 "아웃바운드" 전송 동안 인에이블될 때, 전하 펌프 회로(520)는 제어 신호(UP 및 DOWN)의 로직 레벨에 기초하여 제 1 전류원(522) 및/또는 제 2 전류원(524)을 이용하여 출력 노드(550)에서 전압을 충전/방전할 것이다. 특히, UP 제어 신호가 로직 0 레벨로 설정될 때, 바이폴라 트랜지스터(T2)가 활성화되며, 이것은 제 1 전류원(522)이 출력 노드(550)에 연결되게 해주며 그럼으로써 소스 전류(IUP)를 이용하여 출력 노드(550)를 충전시킨다. 유사하게, DOWN 제어 신호가 로직 0 레벨로 설정될 때, 바이폴라 트랜지스터(T4)가 활성화되며, 이것은 제 2 전류원(524)이 출력 노드(550)에 연결되게 해주며 그럼으로써 싱크 전류 전류(IDOWN)를 이용하여 출력 노드(550)에서 방전을 일으킨다(출력 노드(550)에서 음전하를 주입한다).In this regard, when the
전하 펌프 회로(520)에 의해 출력 노드(550)로 주입되는 전하는 로우 패스 필터 회로(530)에 의해 필터링되어 VCO 회로(540)의 제어 입력(542)으로 입력되는 출력 노드(550)에서 제어 전압을 생성시킨다. VCO 회로(540)는 VCO 회로(540)의 제어 입력 포트(542)에 인가되는 제어 전압의 레벨에 기초하는 주파수를 갖는 출력 클럭 신호(CLK2)를 생성한다. 클럭 신호(CLK2)는 피드백 루프를 이용하여 위상 검출기 회로(500)로 피드백된다. PLL 회로(238)의 동작 동안, 클럭 신호(CLK2)가 수신된 직렬 비트 스트림과 위상 정렬되지 않으면, 위상 검출기 회로(500)는 UP 및 DOWN 제어 신호를 생성하고 그에 따라서 출력 클럭 신호(CLK2)가 수신된 직렬 비트 스트림에 위상 정렬(즉, 위상-고정)될 때까지 전압 레벨을 출력 노드(550)에서 조절할 것이다. 일단 클럭 신호(CLK2)가 수신된 직렬 비트 스트림에 위상 정렬되면, 클럭 신호(CLK2)는 앞에서 논의된 것처럼 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서 시퀀스 동작을 제어하는데 사용된다. The charge injected into the
한편, 전치 증폭기가 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)의 제어를 맡는 인바운드 전송 동안, 홀드 제어 회로(510)에 입력되는 HOLD 제어 신호는 로직 1 레벨로 전이한다. 이 상태에서, 제 1 및 제 2 제어 게이트(512 및 514)의 적어도 하나의 반전 입력은 로직 0 레벨에서 유지되고, 그래서 제 1 제어 게이트(512)의 OR 출력이 로직 1 레벨에서 유지되게 하고, 제 2 제어 게이트(514)의 NOR 출력이 로직 0 레벨에서 유지되게 한다. 이와 같이, 인바운드 전송 동안, 전하 펌프 회로(520)의 바이폴라 트랜지스터(T2 및 T4)는 오프 상태에서 유지되며, 이것은 출력 노드(550) 상의 전압 레벨을 HOLD 제어 신호의 어써션 바로 이전에 존재하였던 것처럼 보존한다. 이러한 "hold" 상태에서, 전하 펌프 회로(520)는 디스에이블되어 위상/주파수 교정을 중지하며, VCO 회로(540)의 제어 입력 포트(542)에 인가되는 출력 노드(550) 상의 제어 전압은 일정하게 유지된다. 따라서, VCO 회로(540)는 노드(550)에서의 제어 전압에 기초하여 일정한 (고정) 클럭 신호(CLK2)를 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서, VCO 회로(540)의 제어 입력(542)은 "hold" 상태 동안 하이 입력 임피던스가 출력 노드(550)에서의 전압 레벨을 유지하도록 설계된다. On the other hand, during an inbound transmission in which the preamplifier takes control of the bidirectional serial data line 202-1, the HOLD control signal input to the
도 2를 참조하여 앞에서 논의된 것처럼, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 예를 들면, 하드 디스크 제어기(102)에 의해 생성된 Force_Reset 제어 신호에 기초하여 전치 증폭기 회로(130)의 강제 리셋을 실시하는 전치 증폭기 리셋 제어 회로(236 및 250)를 포함한다. 예를 들면, 전치 증폭기 회로(130)의 강제 리셋은 예를 들어, 단속 조건(lockup conditions)으로부터 복원하는데 바람직하거나, 즉각적인 오류 복원을 강제로 수행하는데 바람직하다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 대안의 실시예에 따라서 전치 증폭기를 리셋하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다. Master / slave serial
특히, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 전치 증폭기를 강제로 리셋하는 리셋 회로를 도시하는 개략적인 회로도이다. 도 6에 도시된 전치 증폭기 리셋 방식은 차동 직렬 데이터 라인 상의 공통-모드 전압을 공통-모드 전압의 공칭 동작 범위를 벗어난 레벨까지 펄싱하는 것(puilsing)을 기반으로 한다. 일반적으로, 도 6은 도 2의 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1) 및 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)의 CML 구현을 도시한다. 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 차동 쌍(ZP, ZN)을 포함하는 차동 전송 라인으로서 도시된다. 더욱이, 각종 라인 구동기/수신기(210-1, 210-2, 212-1 및 212-2)는 차동 라인 구동기/수신기로서 도시된다. 예를 들면, 라인 구동기/수신기(210-1, 210-2, 212-1 및 212-2)는 차동 증폭기가 저항-부하의 CML 증폭기 기술 - 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통한 차동 신호 통신을 가능하게 해주기 위해 차동 라인(ZP, ZN) 상의 공통 모드 전압을 구동함 - 을 가질 때 실행될 수 있다.In particular, Figure 6 is a schematic circuit diagram illustrating a reset circuit for forcibly resetting the preamplifier, in accordance with an embodiment of the present invention. The preamplifier reset scheme shown in Figure 6 is based on puilsing the common-mode voltage on the differential serial data line to a level outside the nominal operating range of the common-mode voltage. Generally, FIG. 6 illustrates a CML implementation of bidirectional serial data line 202-1 and
뿐만 아니라, 도 6은 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)에서 실행되는 전치 증폭기 리셋 제어 회로(610), 및 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서 실행되는 전치 증폭기 리셋 제어 회로(620)의 실시예를 도시한다. 전치 증폭기 리셋 제어 회로(610)는 Force_Reset 제어 신호의 어써션에 응답하여 차동 쌍(ZP, ZN)의 공통 모드 전압의 레벨을 일시적으로 변동하도록 구성된다. 일 실시예에서, 전치 증폭기 리셋 제어 회로(610)는 제 1 및 제 2 스위치 회로 및 연관된 제 1 및 제 2 후미 전류원(tail current sources)을 이용하여 실행되며, 여기서 제 1 및 제 2 스위치 회로는 각각의 차동 신호 라인(ZP 및 ZN)에 일시적으로 연결되는 전류원의 덕분으로 CML 구동기(210-1 및 210-2)의 부하 저항 양단에서 생성되는 전압으로 인하여 차동 라인(ZP, ZN) 상의 공통 모드 전압의 변동을 일으키는 (예를 들면, 증가시키는) Force_Reset 제어 신호에 의해 제어되는 전송 게이트이다. 6 shows an embodiment of a preamplifier
(슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내) 전치 증폭기 리셋 제어 회로(620)는 공통 모드 전압의 변동을 검출하고 Reset 제어 신호를 전치 증폭기 회로(130)에 출력하여 전치 증폭기 회로(130)의 리셋을 개시시키도록 구성된다. 특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 전치 증폭기 리셋 제어 회로(620)는 로우 패스 필터(622) 및 비교기(624)를 포함한다. 로우 패스 필터(622)는 저항(R10, R12) 및 캐패시터(C10)를 포함한다. 비교기(624)는 로우 패스 필터(622)의 노드(626)에 연결되는 제 1 (비반전) 입력과, 기준 전압(VREF)을 수신하도록 구성된 제 2 (반전) 입력을 갖는다. 기준 전압(VREF)은 소정 레벨에서 되게 선택되는데, 여기서 는 차동 쌍(ZP, ZN)의 운용하는 공칭의 공통-모드 전압 레벨이며, 는 공통-모드 전압에서의 변동을 나타내는 것으로, 이는 검출되었을 때 전치 증폭기 회로(130)의 리셋을 유발한다. 동작 시, 노드(626)에서 전압은 차동 쌍(ZP, ZN)의 공통-모드 전압으로 유지된다. 공통-모드 전압이 기준 전압(VREF) 이상으로 증가(또는 이하로 감소)할 때, 비교기(624)가 트리거되며, Reset 제어 신호가 비교기(624)의 출력에서 생성된다. 로우 패스 필터(622)는 검출 프로세스에서 잡음 여유도를 개선한다. 전치 증폭기의 리셋 동작은 전치 증폭기 회로(130)가 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림을 수신하도록 준비시키는데 사용될 수 있다. (In the slave serial port control circuit 132), the preamplifier
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전치 증폭기를 강제 리셋하는 리셋 회로를 도시하는 개략적인 회로도이다. 도 7에 도시된 전치 증폭기 리셋 방식은 사전결정된 시구간 동안 양방향 직렬 데이터 라인 상에서 로직 레벨을 유지하고, 줄-길이 위반(run-length violation)을 검출하여 전치 증폭기 리셋 동작을 개시시킴으로써 강제로 줄-길이 위반시키는 제어 방식을 기반으로 한다. 8B/10B 인코딩이 실행되는 실시예에서, 줄-길이 위반은 8B/10B 인코딩 규칙 하에서 허용되는 최대 기간(maximum span)보다 긴 어떤 시구간 동안 양방향 직렬 데이터 라인(202-1) 상에서 전이 없는 기간을 강제로 만듦으로서 성취된다. 7 is a schematic circuit diagram showing a reset circuit for forcibly resetting a preamplifier according to another embodiment of the present invention. The preamplifier reset scheme shown in FIG. 7 maintains a logic level on the bidirectional serial data line for a predetermined period of time, detects a run-length violation and initiates a preamplifier reset operation to force- It is based on a control method that violates the length. In an embodiment in which 8B / 10B encoding is performed, the line-length violation is a period that does not have a transition on the bidirectional serial data line 202-1 for some period of time that is longer than the maximum span allowed under the 8B / 10B encoding rule It is accomplished by forcing.
일반적으로, 도 7은 도 7이 도 2의 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1) 및 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)의 CML 구현을 도시하는 점에서 도 6과 유사한데, 여기서 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 차동 쌍(ZP, ZN)을 포함하는 차동 전송 라인으로서 도시되며, 라인 구동기/수신기(210-1, 210-2, 212-1 및 212-2)는 차동 라인 구동기/수신기로서 도시된다. Generally, FIG. 7 illustrates a CML implementation of bi-directional serial data line 202-1 and
더욱이, 도 7은 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)에서 실행되는 전치 증폭기 리셋 제어 회로(710), 및 슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132)에서 실행되는 전치 증폭기 리셋 제어 회로(720)의 실시예를 도시한다. 전치 증폭기 리셋 제어 회로(710)는 Force_Reset 제어 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력과 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전송되는 "아웃바운드" 직렬 비트 스트림을 수신하도록 구성된 제 2 입력을 포함한다. Force_Reset 제어 신호가 로직 1 레벨로 어써트될 때, OR 게이트(710)에 입력되는 직렬 비트 스트림의 데이터 비트의 로직 레벨에 무관하게, OR 게이트(710)의 출력은 로직 1 레벨로 유지할 것이다. 이와 같이, 양방향 직렬 데이터 라인 상의 로직 레벨은 Force_Reset 제어 신호가 어써트된 채로 있는 사전에 결정된 시구간 동안 로직 1 레벨로 유지될 것이고, 그래서 양방향 직렬 데이터 라인에서 줄 길이 위반을 일으킬 것이다. 8B/10B 인코딩이 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 직렬 비트 스트림을 전송하는데 사용되는 일 실시예에서, Force_Reset 제어 신호는 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 전송된 인코딩된 직렬 비트 스트림의 d,k=0,4 줄-길이 제약의 의미 있는 위반을 일으키는 주어진 시구간 동안 어써트된 채로 남아 있는다.7 shows an embodiment of the preamplifier
(슬레이브 직렬 포트 제어 회로(132) 내) 전치 증폭기 리셋 제어 회로(720)는 수신된 직렬 비트 스트림에서 줄-길이 위반을 검출하고 Reset 제어 신호를 전치 증폭기 회로(130)에 출력하여 전치 증폭기 회로(130)의 리셋을 개시시키도록 구성된다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 전치 증폭기 리셋 제어 회로(720)는 로우 패스 필터(722) 및 비교기(724)를 포함한다. 로우 패스 필터(722)는 저항(R20) 및 캐패시터(C20)를 포함한다. 비교기(724)는 로우 패스 필터(722)의 노드(726)에 연결되는 제 1 (비반전) 입력과, 임계 전압(VT)을 수신하도록 구성된 제 2 (반전) 입력을 갖는다. 비교기(724)는 로우 패스 필터(722)의 노드(726) 상의 전압을 임계 전압(VT)과 비교하여 런-타임 위반이 생성하는 시점을 결정하도록 구성된다.(In the slave serial port control circuit 132), the preamplifier
특히, 도 7은 노드(728)에서 생성되는 예시적인 파형, 즉 라인 수신기(212-2)의 출력뿐만 아니라, 노드(728)에서의 파형에 응답하여 노드(726)에서 생성되는 예시적인 파형을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 라인 수신기(212-2)의 출력 노드(728)에서 로직 레벨은 (시간 t1 내지 t2의 Force_Reset 제어 신호의 어써션에 응답하여) t1 내지 t2 의 시구간 동안 로직 1 레벨로 유지되며, 이는 노드(726)에서의 전압이 임계 전압(VT)까지 상승하게 만든다. 노드(726)에서의 전압이 VT 레벨까지 상승할 때, 비교기(724)가 트리거되며, Reset 제어 신호가 비교기(724)의 출력에서 생성된다. 실제로, 전치 증폭기 리셋 제어 회로(720)는 비동기 타이머로서 기능하는데, 여기서 수신된 직렬 비트 스트림에서 상승 에지가 생성할 때마다 비동기 타이머는 리셋되며, 비동기 타이머가 오버플로우일 때(즉, 노드(726)에서 전압이 임계 전압(VT)에 도달할 때), 강제 수행한 런-타임 위반이 생성하여 전치 증폭기 회로(130)를 리셋하기 시작했다고 가정한다. 로우 패스 필터(722)는 검출 프로세스에서 잡음 여유도를 개선한다.7 illustrates an exemplary waveform generated at
본 발명의 다른 실시예에서, 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같은 데이터 저장 디바이스는 데이터 저장 디바이스의 각종 컴포넌트들 사이의 통신을 지원하는 아날로그 버스(200)와 디지털 버스(202) 및 가수부 라인(204)을 구현하기 위한 다른 프레임워크를 포함하도록 수정될 수 있다. 예를 들면, 도 2는 양방향 직렬 데이터 라인(200-1, 200-2, 200-3 및 200-4)으로 구현되는 것으로 도시되어 있지만, 아날로그 버스(200)는 2014년 5월 1일 "Multiplexed Communication In A Storage Device, 저장 디바이스에서 다중화된 통신)이라는 명칭으로 출원된 본 출원과 공동 소유의 미국 특허 출원 제 14/267,354 호에 개시된 바와 같은 회로 및 방법을 이용하는 다중화된 양방향 아날로그 버스로서 구현될 수 있으며, 위 특허 출원의 개시 내용은 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다. 예를 들면, 이 출원은 아날로그 버스의 복수의 신호 라인이 멀티플렉싱 회로에 의해 제어되는 아날로그 버스 프레임워크를 개시하며, 여기서 멀티플렉싱 회로는 기록 채널 회로와 전치 증폭기 회로 사이에서 아날로그 버스의 하나 이상의 신호 라인을 통한 판독 및 기록 정보 신호의 양방향 전송을 제어한다. 다중화된 아날로그 버스 프레임워크는 판독 동작 동안 판독 데이터 신호가 판독 신호 라인을 통해 일 방향으로 전송되게 하는 한편, 기록 동작 동안 기록 제어 신호가 예를 들면, 동일 판독 신호 라인을 통해 반대 방향으로 전송되게 한다. In another embodiment of the present invention, a data storage device as shown in Figures 1 and 2 includes an
본 발명의 다른 실시예에서, 가수부 라인(204)을 통해 전송되는 하나 이상의 제어 신호는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 제어하에 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)을 통해 하드 디스크 제어기(102)와 전치 증폭기 회로(130) 사이에서 전송될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 가수부 제어 신호는 예를 들면, 2012년 12월 10월 12일 "Preamplifier-To-Channel Communication in a Storage Device, 저장 디바이스에서 전치 증폭기-채널 간 통신"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 13/650,474 호와, 2012년 12월 19일 "Tag Multiplication Via A Preamplifier Interface, 전치 증폭기 인터페이스를 통한 태그 증배"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 13/719,615 호에 개시된 바와 같은 회로 및 방법을 이용하여 직렬 포트를 통해 전송될 수 있다. 이들 특허 출원은 본 명세서에서 논의된 것으로서 가수부 신호를 생성하고 직렬 포트 프레임워크 내에 합치기 위해, 도 2의 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 내에 포함될 수 있는 방법 및 제어 회로를 기술하고 있다. 일반적으로, 미국 특허 출원 제 13/650,474 호는 가수부 신호를 일원화된 고속의 직렬 포트에다 합치기 위한 방법을 개시하고 있다. 더욱이, 미국 특허출원 제 13/719,615 호는 부가적인 시그널링 와이어를 필요로 하지 않고도 전치 증폭기 회로 내에서 부가적인 가수부 신호를 생성하기 위한 방법을 개시하고 있다. 이들 출원은 공동으로 양도되어 있으며 그 전체가 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다. In another embodiment of the present invention, one or more control signals transmitted over the
본 발명의 다른 실시예에서, 직렬 포트의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)은 기록 채널 회로(110) 및 전치 증폭기 회로(130)에 의해 저장 매체(170)에 대해 데이터 액세스 동작을 수행하도록 사용되는, 신호 라인(200-1, 200-2, 200-3 및 200-4) 중 하나 이상을 이용하여 구현된다. 그러한 실시예에서, 저장 디바이스는 아날로그 버스(200)의 하나 이상의 신호 라인이 저장 매체(170)에 대해 데이터 액세스 동작을 수행하는데 이용되지 않는 시구간 동안 아날로그 버스(200)의 하나 이상의 신호 라인을 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)와 공유할 수 있도록 구성되는 멀티플렉싱 회로를 더 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예는 이제 예를 들면, 도 8 및 도 9를 참조하여 더 상세하게 기술될 것이다.The bidirectional serial data line 202-1 of the serial port is used by the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 직렬 포트용 양방향 직렬 데이터 라인을 구현하기 위해 아날로그 버스의 신호 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이의 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 갖는 데이터 저장 디바이스를 개략적으로 도시한다. 특히, 도 8은 도 2의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)이 아날로그 버스(200)의 판독 데이터 신호 라인(예를 들면, 신호 라인(200-3))을 이용하여 구현된다는 것을 제외하고는, 도 2의 실시예와 유사한 데이터 저장 디바이스(800)를 도시한다. 도 8의 실시예에서, 판독 신호 라인(200-3)은 저장 디바이스(800)의 판독 동작 동안 (전치 증폭기 회로(130)의) 판독 회로(258)로부터 (기록 채널 회로(110)의) 판독 데이터 회로(214)로 판독 데이터(RD3)를 전송하기 위한 단방향 라인으로서 작용한다. 또한, 판독 신호 라인(200-3)은 앞에서 기술된 프로토콜을 이용하여, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 사이에서 직렬 비트 스트림을 전송하기 위한 단방향 직렬 데이터 라인으로서 작용한다.8 illustrates a data storage device having control circuitry for supporting serial port communication between a controller and a preamplifier using signal lines of an analog bus to implement bidirectional serial data lines for a serial port, according to an embodiment of the present invention. FIG. In particular, FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of the present invention, except that the bidirectional serial data line 202-1 of FIG. 2 is implemented using a read data signal line (e.g., signal line 200-3) , A
도 8의 예시적인 실시예에서, 판독 신호 라인(200-3)은 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 판독 신호 라인(200-3)을 판독 데이터 회로(214) 및 판독 회로(258)로부터 연결 또는 연결 해제하도록 제어(인에이블/디스에이블)되는 라인 수신기(802) 및 라인 구동기(804)(예를 들면, CML 차동 증폭기들)를 포함한다. 또한, 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)에 인가되어 직렬 포트 제어 회로(112/132) 내 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)가 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 판독 신호 라인(200-3)으로부터 연결 또는 연결 해제하도록 제어한다. 일 실시예에서, 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)는 실행되는 판독 동작 또는 기록 동작에 따라서 직렬 포트 제어 회로(112/132)에 의해 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)를 제어하는데 사용된다.8, the read signal line 200-3 is connected to the
일괄하여, 라인 수신기와 라인 구동기(802 및 804) 및 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)는 판독 동작 동안 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 판독 신호 라인(200-3)으로부터 연결 해제하고, 그리고 기록 동작 동안 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 판독 신호 라인(200-3)에 연결하도록 제어되는 멀티플렉싱 회로를 포함한다. 특히, 판독 동작 동안, 라인 수신기 및 구동기(802 및 804)는 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 응답하여 활성화되어서 판독 데이터(RD3)를 전치 증폭기 회로(130)로부터 기록 채널 회로(110)로 전송할 수 있게 해주는 반면, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)는 판독 동작 동안 판독 신호 라인(200-3)을 통한 직렬 비트 스트림의 전송을 방지하도록 비활성화된다. 또한, 기록 동작 동안, 라인 수신기 및 구동기(802 및 804)는 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 응답하여 비활성화되는 반면, 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)는 활성화되어서, 앞에서 논의된 바와 같은 직렬 포트 제어 방식을 이용하여, 기록 동작 동안 판독 신호 라인(200-3)을 이용하여 직렬 포트 통신을 가능하게 한다.Collectively, the line receivers and
도 8의 실시예에서, 전치 증폭기 회로(130)는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)가 판독 신호 라인(200-3)에 액세스하지 않으므로 판독 동작 동안 변경될 수 없다. 도 8의 실시예가 직렬 포트의 양방향 직렬 데이터 라인으로서 아날로그 버스(200)의 판독 신호 라인의 공유 사용을 예시하고 있지만, 다른 실시예에서, 아날로그 버스(200)의 기록 신호 라인(예를 들면, 신호 라인(신호 라인(200-4))은 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)에 의해 직렬 포트의 양방향 직렬 데이터 라인으로서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)의 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)는 판독 동작 동안 활성화되어서 판독 신호 라인(200-3)을 이용하여 직렬 포트 통신을 가능하게 해줄 것이며, 기록 동작 동안에는 비활성화될 것이다. 이와 같이, 전치 증폭기 회로(130)는 기록 동작 동안에는 변경되지 않을 수 있다.In the embodiment of FIG. 8, the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 직렬 포트용 양방향 직렬 데이터 라인을 구현하기 위해 아날로그 버스의 신호 라인을 이용하여 제어기와 전치 증폭기 사이의 직렬 포트 통신을 지원하는 제어 회로를 갖는 데이터 저장 디바이스를 개략적으로 도시한다. 특히, 도 9는 도 2의 양방향 직렬 데이터 라인(202-1)이 기록 동작 동안에는 아날로그 버스(200)의 판독 데이터 신호 라인(200-3)을 이용하여 구현되고 판독 동작 동안에는 아날로그 버스(200)의 기록 데이터 신호 라인(200-4)을 이용하여 구현되는 것을 제외하고는, 도 2 및 도 8의 실시예와 유산한 데이터 저장 디바이스(900)을 도시한다.9 is a block diagram of a data storage device having a control circuit that supports serial port communication between a controller and a preamplifier using a signal line of an analog bus to implement a bidirectional serial data line for a serial port, Fig. In particular, FIG. 9 shows that the bidirectional serial data line 202-1 of FIG. 2 is implemented using the read data signal line 200-3 of the
도 9의 실시예에서, 판독 신호 라인(200-3)은 저장 디바이스(900)의 판독 동작 동안 판독 데이터(RD3)를 (전치 증폭기 회로(130)의) PLL 회로(238)로부터 (기록 채널 회로(110)의) 판독 데이터 회로(214)로 전송하기 위한 단방향 라인으로서 작용한다. 더욱이, 기록 신호 라인(200-4)은 기록 데이터(WD)를 저장 디바이스(900)의 기록 동작 동안 (기록 채널 회로(110)의) 기록 데이터 회로(216)로부터 (전치 증폭기 회로(130)의) 기록 회로(260)로 전송하기 위한 단방향 라인으로서 작용한다. 또한, 아날로그 버스(200)의 판독 신호 라인(200-3)은 기록 동작 동안 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 사이에서 직렬 비트 스트림을 전송하기 위한 양방향 직렬 데이터 라인으로서 작용하는 한편, 아날로그 버스(200)의 기록 신호 라인(200-4)은 판독 동작 동안 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132) 사이에서 직렬 비트 스트림을 전송하기 위한 양방향 직렬 데이터 라인으로서 작용한다.9, the read signal line 200-3 outputs read data RD3 (from the preamplifier circuit 130) from the PLL circuit 238 (during the read operation of the storage device 900) (To the
도 9의 예시적인 실시예에서, 도 8의 실시예와 유사하게, 판독 신호 라인(200-3)은 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 판독 신호 라인(200-3)을 판독 데이터 회로(214) 및 판독 회로(258)로부터 연결 또는 연결 해제하도록 제어되는 라인 수신기(802) 및 라인 구동기(804)(예를 들면, CML 차동 증폭기들)를 포함한다. 유사하게, 기록 신호 라인(200-4)은 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 신호 라인(200-4)을 기록 데이터 회로(216) 및 기록 회로(260)로부터 연결 또는 연결 해제하도록 제어되는 라인 수신기(902) 및 라인 구동기(904)(예를 들면, CML 차동 증폭기들)를 포함한다.In the exemplary embodiment of FIG. 9, similar to the embodiment of FIG. 8, the read signal line 200-3 reads the read signal line 200-3 by the write gate control signal (+ WRITE / -READ) Includes a
또한, 저장 디바이스(900)는 수행되는 기록 또는 판독 동작에 따라서, 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 마스터 시리얼 포트 제어 회로(112)를 판독 신호 라인(200-3) 또는 기록 신호 라인(200-4) 중 어느 하나에 연결하도록 제어되는 스위칭 회로(906)를 포함한다. 유사하게, 저장 디바이스(900)는 수행되는 기록 또는 판독 동작에 따라서, 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 슬레이브 시리얼 포트 제어 회로(132)를 판독 신호 라인(200-3) 또는 기록 신호 라인(200-4) 중 어느 하나에 연결하도록 제어되는 스위칭 회로(908)를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 스위칭 회로(906 및 908)는 예를 들면, 라인 멀티플렉싱 회로(210/212)와 유사한 라인 구동기/수신기의 상보 쌍을 이용하여 실행된다. In addition, the
일괄하여, 라인 수신기(802, 804, 902및 904) 및 스위칭 회로(906/908)는 기록 게이트 제어 신호(+WRITE/-READ)에 의해 제어되는 멀티플렉싱 회로를 포함하며, 여기서 판독 동작 동안, 멀티플렉싱 회로(802/804/902/904/906/908)는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 판독 신호 라인(200-3)로부터 연결해제하고, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 기록 신호 라인(200-4)에 연결하도록 구성된다. 그러므로, 판독 동작 동안, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 기록 신호 라인(200-4)을 양방향 직렬 데이터 라인으로서 이용할 수 있지만, 판독 데이터(RD3)는 판독 신호 라인(200-3)을 통해 전송된다. 한편, 기록 동작 동안, 멀티플렉싱 회로(802/804/902/904/906/908)는 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 판독 신호 라인(200-3)에 연결하고, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)를 기록 신호 라인(200-4)으로부터 연결 해제하도록 구성된다. 그러므로, 기록 동작 동안, 마스터/슬레이브 직렬 포트 제어 회로(112/132)는 판독 신호 라인(200-3)을 양방향 직렬 데이터 라인으로서 이용할 수 있지만, 기록 데이터(WD)는 기록 신호 라인(200-4)을 통해 전송된다. 도 9의 실시예는 직렬 포트 트랜잭션을 두 판독 및 기록 동작 동안 모두 생성하게 하면서, 아날로그 버스의 신호 라인을 양방향 직렬 데이터 라인으로서 이용한다. Collectively, the
본 발명의 다른 실시예에서, 다중 디스크-기반의 저장 디바이스(10)(도 1)는 도 10에 도시된 바와 같은 가상의 저장 시스템 내에 포함될 수 있다. 특히, 도 10은 도 1에 도시된 형태의 복수의 디스크-기반 저장 디바이스를 포함하는 가상 저장 시스템(1000)의 블록도이다. 저장 가상화 시스템이라고도 지칭되는 가상 저장 시스템(1000)은 예시적으로 RAID 시스템(1020)에 결합되는 가상 저장 제어기(1010)를 포함하며, 여기서 RAID는 독립적 디스크의 중복 배열(Redundant Array of Independent Disks)을 말한다. 더 구체적으로 RAID 시스템(1020)은 (10-1, 10-2, ..., 10-N)으로 표시된 N개의 개개의 저장 디바이스를 포함하며, 이들 중 하나 이상은 본 명세서에서 논의된 것과 같은 다중화된 통신 제어 회로를 갖는 도 1에 도시된 바와 같은 저장 디바이스(10)의 실시예를 포함하는 것으로 구성된다고 가정된다. 하드 디스크 드라이브 또는 본 명세서에서 개시된 형태의 다른 디스크-기반 저장 디바이스를 포함하는 이러한 그리고 다른 가상의 저장 시스템은 본 발명의 실시예로 간주된다. 호스트 처리 디바이스는 또한 가상의 저장 시스템의 한 요소일 수 있으며, 가상 저장 제어기(1010)를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the multiple disk-based storage device 10 (FIG. 1) may be included in a virtual storage system as shown in FIG. In particular, FIG. 10 is a block diagram of a
본 발명의 실시예가 본 명세서에서 첨부 도면을 참조하여 기술되었을지라도, 본 발명의 실시예는 기술된 실시예로 제한되지 않으며, 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다음과 같은 청구범위의 범주 내에서 본 발명의 다른 실시예로 귀결되는 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. Although embodiments of the present invention have been described herein with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the embodiments of the present invention are not limited to the described embodiments, It should be understood that various changes and modifications may be made therein which result in other embodiments of the invention.
Claims (10)
단일의 양방향 직렬 데이터 라인(a single bidirectional serial data line)을 통해 상기 제어기와 상기 전치 증폭기 사이에서 디지털 신호를 전송하도록 구성되는 직렬 포트를 구현하는 단계와,
상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로의 제 1 방향 또는 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로의 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 디지털 신호를 전송하도록 상기 직렬 포트를 제어하는 단계를 포함하는
방법.
A method of providing communication between a controller and a preamplifier in a storage device,
Implementing a serial port configured to transmit a digital signal between the controller and the preamplifier via a single bidirectional serial data line;
Controlling the serial port to selectively transmit a digital signal in either a first direction from the controller to the preamplifier or a second direction from the preamplifier to the controller via the bidirectional serial data line, Included
Way.
상기 직렬 포트를 제어하는 단계는,
상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로 직렬 비트 스트림을 전송하는 단계와,
상기 전치 증폭기 내 위상-고정 루프 회로(a phase-locked loop circuit)를 이용하여 클럭 신호 - 상기 클럭 신호는 상기 전치 증폭기에 의해 수신되는 상기 직렬 비트 스트림의 비트 레이트에 기초하여 생성됨 - 를 생성하는 단계와,
상기 클럭 신호를 이용하여 상기 전치 증폭기에 의해 수신되는 상기 직렬 비트 스트림을 수신하고 역직렬화(deserialize)하는 단계와,
방향 전환 제어 신호(a direction switch control signal)를 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 전치 증폭기로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 전치 증폭기에 의해 상기 방향 전환 제어 신호가 검출된 이후,
상기 전치 증폭기의 상기 위상-고정 루프 회로의 위상 및 주파수 조절을 중단(suspend)하고 상기 전치 증폭기의 위상-고정 루프로부터 출력되는 고정 클럭 신호(a static clock signal)를 유지하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계와,
상기 전치 증폭기에 의해 상기 양방향 직렬 데이터 라인의 제어를 맡는(assuming) 단계와,
상기 고정 클럭 신호를 이용하여 데이터를 직렬화하고 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송하는 단계를 포함하는
방법.
The method according to claim 1,
Wherein controlling the serial port comprises:
Transmitting a serial bit stream from the controller to the preamplifier via the bidirectional serial data line;
Generating a clock signal using a phase-locked loop circuit in the preamplifier, wherein the clock signal is generated based on a bit rate of the serial bit stream received by the preamplifier, Wow,
Receiving and deserializing the serial bit stream received by the preamplifier using the clock signal;
And transmitting a direction switch control signal via the bidirectional serial data line to the preamplifier,
After the direction switching control signal is detected by the preamplifier,
A control signal for suspending phase and frequency regulation of the phase-locked loop circuit of the preamplifier and for maintaining a static clock signal output from the phase-locked loop of the preamplifier Step,
Assuming control of the bidirectional serial data line by the preamplifier;
Serializing the data using the fixed clock signal and transmitting the data from the preamplifier to the controller via the bidirectional serial data line
Way.
상기 방향 전환 제어 신호를 상기 전치 증폭기로 전송하는 단계는,
상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로 전송되는 디지털 신호와 연관된 어써트된 플래그 비트(an asserted flag bit)를 검출하는 단계와,
상기 어써트된 플래그 비트에 응답하여 상기 방향 전환 제어 신호를 생성하여 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 전치 증폭기로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 직렬 포트를 제어하는 단계는 상기 방향 전환 제어 신호의 전송 이후에 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 연관된 디지털 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는
방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of transmitting the directional switching control signal to the preamplifier comprises:
Detecting an asserted flag bit associated with the digital signal transmitted from the controller to the preamplifier;
Generating the direction switching control signal in response to the asserted flag bit and transmitting the direction switching control signal to the preamplifier through the bidirectional serial data line,
Wherein the step of controlling the serial port further comprises transmitting the associated digital signal via the bidirectional serial data line after transmission of the redirection control signal
Way.
상기 직렬 포트를 제어하는 단계는 상기 제어기 내 위상-고정 루프 회로에 입력되는 기준 신호에 기초하여 상기 위상-고정 루프 회로를 이용하여 상기 제어기에서 클럭 신호를 생성하는 단계를 더 포함하며,
상기 제어기에서 상기 클럭 신호를 생성하는 단계는,
포트 비트 레이트 클럭 신호를 상기 기준 신호로서 사용하여, 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로 전송될 디지털 신호를 인코딩하고 직렬화하기 위해 사용되는 클럭 신호를 생성하는 단계와,
상기 전치 증폭기로부터 전송된 직렬 비트 스트림을 상기 기준 신호로서 이용하여, 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 전치 증폭기로부터 전송되는 상기 직렬 비트 스트림을 역직렬화하고 디코딩하기 위해 사용되는 클럭 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of controlling the serial port further comprises generating a clock signal in the controller using the phase-locked loop circuit based on a reference signal input to the phase-locked loop circuit in the controller,
Wherein the step of generating the clock signal in the controller comprises:
Using a port bitrate clock signal as the reference signal to generate a clock signal used to encode and serialize a digital signal to be transmitted from the controller to the preamplifier via the bidirectional serial data line,
Generating a clock signal used for deserializing and decoding the serial bit stream transmitted from the preamplifier through the bidirectional serial data line using the serial bit stream transmitted from the preamplifier as the reference signal, Included
Way.
상기 양방향 직렬 데이터 라인은 상기 전치 증폭기 및 기록 채널에 의해 데이터 액세스 동작을 수행하기 위해 사용되는 아날로그 버스의 신호 라인이며,
상기 직렬 포트를 제어하는 단계는,
상기 신호 라인이 상기 전치 증폭기 및 상기 기록 채널에 의해 데이터 액세스 동작을 수행하도록 이용되지 않는 기간 동안, 상기 아날로그 버스의 상기 신호 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로의 제 1 방향 또는 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로의 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 디지털 신호를 전송하도록 상기 직렬 포트를 제어하는 단계와,
상기 신호 라인이 상기 전치 증폭기 및 상기 기록 채널에 의해 데이터 액세스 동작을 수행하도록 이용되고 있는 기간 동안, 상기 아날로그 버스의 상기 신호 라인을 통해 디지털 신호를 전송하는 것을 중단하도록 상기 직렬 포트를 제어하는 단계를 포함하는
방법.
The method according to claim 1,
The bidirectional serial data line is a signal line of an analog bus used for performing a data access operation by the preamplifier and the write channel,
Wherein controlling the serial port comprises:
During a period during which the signal line is not used to perform a data access operation by the preamplifier and the write channel, from a first direction from the controller to the preamplifier or from the preamplifier through the signal line of the analog bus Controlling the serial port to selectively transmit a digital signal in either one of a second direction to the controller,
Controlling the serial port to stop transmitting a digital signal over the signal line of the analog bus for a period while the signal line is being used to perform a data access operation by the preamplifier and the write channel Included
Way.
전치 증폭기와,
상기 제어기와 상기 전치 증폭기 사이에서 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 디지털 신호를 전송하도록 구성되는 직렬 포트 회로 - 상기 직렬 포트 회로는 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로의 제 1 방향 또는 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로의 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 디지털 신호를 전송하도록 구성됨 - 를 포함하는
장치.
A controller,
A preamplifier,
A serial port circuit configured to transmit a digital signal through a single bidirectional serial data line between the controller and the preamplifier, the serial port circuit having a first direction from the controller to the preamplifier via the bidirectional serial data line Or to selectively transmit a digital signal in either a second direction from the preamplifier to the controller
Device.
상기 저장 매체로부터 데이터를 판독하고 상기 저장 매체에 데이터를 기록하도록 구성되는 판독/기록 헤드와,
상기 저장 매체에 기록되고 상기 저장 매체로부터 판독되는 데이터를 처리하도록 구성되는 전치 증폭기와,
상기 전치 증폭기를 제어하도록 구성되는 제어기와,
상기 제어기와 상기 전치 증폭기 사이에서 단일의 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 디지털 신호를 전송하도록 구성되는 직렬 포트 회로 - 상기 직렬 포트 회로는 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로의 제 1 방향 또는 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로의 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 디지털 신호를 전송하도록 구성됨 - 를 포함하는
저장 디바이스.
A storage medium,
A read / write head configured to read data from and write data to the storage medium;
A preamplifier configured to process data written to and read from the storage medium;
A controller configured to control the preamplifier;
A serial port circuit configured to transmit a digital signal through a single bidirectional serial data line between the controller and the preamplifier, the serial port circuit having a first direction from the controller to the preamplifier via the bidirectional serial data line Or to selectively transmit a digital signal in either a second direction from the preamplifier to the controller
Storage device.
상기 직렬 포트 회로는,
상기 제어기에 의해 구현되는 마스터 직렬 포트 제어 회로와,
상기 전치 증폭기에 의해 구현되는 슬레이브 직렬 포트 제어 회로를 포함하며,
상기 마스터 직렬 포트 제어 회로는 직렬 비트 스트림을 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 전치 증폭기로 전송하도록 구성되며,
상기 슬레이브 직렬 포트 제어 회로는 상기 전치 증폭기에 의해 수신되는 상기 직렬 비트 스트림의 비트 레이트에 기초하여 클럭 신호를 생성하도록 구성되는 된 위상-고정 루프 회로를 포함하고,
상기 슬레이브 직렬 포트 제어 회로는 상기 클럭 신호를 사용하여 상기 전치 증폭기에 의해 수신되는 상기 직렬 비트 스트림을 수신하고 역직렬화하도록 구성되고,
상기 마스터 직렬 포트 제어 회로는 방향 전환 제어 신호를 생성하여 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 상기 제어기로부터 상기 전치 증폭기로 전송하도록 구성되고,
상기 슬레이브 직렬 포트 제어 회로는 상기 방향 전환 제어 신호를 검출하도록 구성되며, 상기 방향 전환 제어 신호에 응답하여, 상기 슬레이브 직렬 포트 제어 회로는 (i) 상기 슬레이브 직렬 포트 제어 회로의 위상-고정 루프 회로의 위상 및 주파수 조절을 중단하고 상기 전치 증폭기의 위상-고정 루프 회로로부터 고정 클럭 신호를 출력하고, (ii) 상기 양방향 직렬 데이터 라인의 제어를 맡고, (iii) 상기 고정 클럭 신호를 사용하여 데이터를 직렬화하여 상기 전치 증폭기로부터 상기 제어기로 상기 양방향 직렬 데이터 라인을 통해 전송하도록 구성되는
저장 디바이스.
8. The method of claim 7,
The serial port circuit comprising:
A master serial port control circuit implemented by the controller,
And a slave serial port control circuit implemented by the preamplifier,
Wherein the master serial port control circuit is configured to transmit a serial bit stream to the preamplifier via the bidirectional serial data line,
Wherein the slave serial port control circuit comprises a phase-locked loop circuit configured to generate a clock signal based on a bit rate of the serial bit stream received by the preamplifier,
Wherein the slave serial port control circuit is configured to receive and deserialize the serial bit stream received by the preamplifier using the clock signal,
Wherein the master serial port control circuit is configured to generate a redirection control signal to transfer from the controller to the preamplifier via the bidirectional serial data line,
Wherein the slave serial port control circuit is configured to detect the direction change control signal, and in response to the direction change control signal, the slave serial port control circuit is configured to: (i) detect the slave serial port control circuit (Ii) controlling the bidirectional serial data line; (iii) serializing the data using the fixed clock signal; and (iii) stopping the phase and frequency adjustments and outputting a fixed clock signal from the phase-locked loop circuit of the preamplifier. Directional serial data line from the preamplifier to the controller via the bidirectional serial data line
Storage device.
상기 양방향 직렬 데이터 라인은 아날로그 버스의 신호 라인을 사용하여 구현되고, 상기 신호 라인은 상기 전치 증폭기 및 기록 채널 회로에 의해 상기 저장 매체에 대해 데이터 액세스 동작을 수행하도록 사용되며, 상기 저장 디바이스는 상기 신호 라인이 상기 저장 매체에 대해 데이터 액세스 동작을 수행하도록 이용되지 않는 시구간 동안 상기 직렬 포트 회로에 의해 상기 신호 라인을 공유할 수 있도록 구성되는 멀티플렉싱 회로를 포함하는
저장 디바이스.
8. The method of claim 7,
Wherein the bidirectional serial data line is implemented using a signal line of an analog bus and the signal line is used to perform a data access operation on the storage medium by the preamplifier and the write channel circuit, And a multiplexing circuit configured to enable the line to share the signal line by the serial port circuit during a time period when the line is not utilized to perform a data access operation on the storage medium
Storage device.
상기 아날로그 버스의 상기 신호 라인은 판독 동작 동안 판독 데이터가 상기 전치 증폭기로부터 상기 기록 채널 회로로 전송되는 판독 신호 라인이고,
기록 동작 동안, 상기 멀티플렉싱 회로는 상기 직렬 포트 회로를 상기 판독 신호 라인에 연결하도록 구성되고,
상기 판독 동작 동안, 상기 멀티플렉싱 회로는 상기 직렬 포트 회로를 상기 판독 신호 라인으로부터 연결 해제하도록 구성되고,
상기 판독 동작 동안, 상기 멀티플렉싱 회로는 기록 데이터가 기록 동작 동안 상기 기록 채널 회로로부터 상기 전치 증폭기로 전송되는 상기 아날로그 버스의 기록 신호 라인에 상기 직렬 포트 제어 회로를 연결하도록 또한 구성되고,
상기 기록 동작 동안, 상기 멀티플렉싱 회로는 상기 직렬 포트 제어 회로를 상기 기록 신호 라인으로부터 연결 해제하도록 구성되는
저장 디바이스. 10. The method of claim 9,
The signal line of the analog bus is a read signal line through which read data is transferred from the preamplifier to the write channel circuit during a read operation,
During a write operation, the multiplexing circuit is configured to connect the serial port circuit to the read signal line,
During the read operation, the multiplexing circuit is configured to disconnect the serial port circuit from the read signal line,
During the read operation, the multiplexing circuit is further configured to connect the serial port control circuit to a write signal line of the analog bus to which write data is transferred from the write channel circuit to the preamplifier during a write operation,
During the write operation, the multiplexing circuit is configured to disconnect the serial port control circuit from the write signal line
Storage device.
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